Dalam bidang sistem kuasa elektrik, transformer pengedaran kuasa memainkan peranan penting dalam memastikan penyampaian elektrik yang cekap dan boleh dipercayai. Sebagai pembekal pengubah pengedaran kuasa berpengalaman, saya telah menyaksikan secara langsung cabaran dan peluang yang dibentangkan oleh pelbagai fenomena elektrik. Salah satu fenomena sedemikian yang mempunyai kesan yang signifikan terhadap transformer pengedaran kuasa adalah harmonik. Dalam catatan blog ini, saya akan menyelidiki kesan harmonik terhadap transformer pengedaran kuasa, meneroka punca, kesan, dan strategi mitigasi.
Memahami harmonik
Harmonik adalah voltan sinusoidal atau arus yang mempunyai frekuensi yang merupakan gandaan integer frekuensi asas. Dalam kebanyakan sistem kuasa, kekerapan asas ialah 50 Hz atau 60 Hz, bergantung kepada rantau ini. Sebagai contoh, harmonik ke -2 mempunyai kekerapan 100 Hz atau 120 Hz, harmonik ke -3 mempunyai kekerapan 150 Hz atau 180 Hz, dan sebagainya.
Harmonik dijana oleh beban bukan linear dalam sistem elektrik. Beban bukan linear adalah peranti yang menarik arus dengan cara bukan sinusoid. Contoh beban bukan linear termasuk peranti elektronik kuasa seperti pemacu frekuensi berubah (VFD), bekalan kuasa yang tidak terganggu (UPSS), dan bekalan kuasa menukar. Peranti ini menggunakan suis semikonduktor untuk mengawal aliran arus, yang menghasilkan penjanaan harmonik.
Punca Harmonik dalam Sistem Kuasa
Proliferasi beban bukan linear dalam sistem kuasa moden adalah penyebab utama harmonik. Memandangkan semakin banyak peranti elektronik digunakan dalam aplikasi perindustrian, komersial, dan kediaman, tahap harmonik dalam sistem kuasa semakin meningkat. Beberapa sumber harmonik dalam sistem kuasa termasuk:
- Peranti elektronik kuasa: Seperti yang dinyatakan sebelum ini, peranti elektronik kuasa seperti VFD, UPSS, dan bekalan kuasa menukar adalah sumber utama harmonik. Peranti ini digunakan secara meluas dalam proses perindustrian, pusat data, dan elektronik pengguna.
- Sistem pencahayaan: Lampu pendarfluor dan diod pemancar cahaya (LED) juga merupakan sumber harmonik. Sistem pencahayaan ini menggunakan balast elektronik atau pemandu, yang menghasilkan harmonik.
- Arka relau: Tungku arka digunakan dalam industri keluli untuk mencairkan logam sekerap. Relau ini menarik sejumlah besar arus dalam cara bukan sinusoid, yang mengakibatkan penjanaan harmonik.
Kesan Harmonik terhadap Transformer Pengagihan Kuasa
Harmonik boleh memberi kesan yang signifikan terhadap transformer pengedaran kuasa. Kehadiran harmonik dalam sistem kuasa boleh menyebabkan masalah berikut dalam transformer:
- Peningkatan kerugian: Harmonik meningkatkan kerugian dalam pengubah. Peningkatan kerugian disebabkan oleh pemanasan tambahan yang disebabkan oleh arus harmonik. Pemanasan tambahan boleh menyebabkan pengurangan kecekapan pengubah dan peningkatan suhu operasi. Dari masa ke masa, peningkatan suhu operasi boleh menyebabkan penebat dalam pengubah merendahkan, yang boleh menyebabkan kegagalan pramatang pengubah.
- Terlalu panas: Harmonik boleh menyebabkan pengubah menjadi terlalu panas. Pemanasan terlalu panas disebabkan oleh peningkatan kerugian dan kesan kulit dan kesan kedekatan yang disebabkan oleh arus harmonik. Kesan kulit dan kesan kedekatan menyebabkan arus mengalir berhampiran permukaan konduktor, yang meningkatkan rintangan konduktor dan mengakibatkan pemanasan tambahan. Pemanasan yang terlalu panas boleh menyebabkan pengurangan jangka hayat pengubah dan peningkatan risiko kebakaran.
- Getaran dan bunyi bising: Harmonik boleh menyebabkan pengubah bergetar dan menghasilkan bunyi bising. Getaran dan bunyi adalah disebabkan oleh daya magnet yang dihasilkan oleh arus harmonik. Getaran dan bunyi bising boleh menjengkelkan kepada orang -orang di sekitar pengubah dan juga boleh menyebabkan kerosakan kepada komponen mekanikal pengubah.
- Kapasiti yang dikurangkan: Harmonik dapat mengurangkan kapasiti pengubah. Kapasiti yang dikurangkan adalah disebabkan oleh peningkatan kerugian dan terlalu panas yang disebabkan oleh arus harmonik. Kapasiti yang dikurangkan boleh membawa kepada situasi di mana pengubah tidak dapat memenuhi keperluan beban, yang boleh mengakibatkan gangguan kuasa.
Strategi Mitigasi
Untuk mengurangkan kesan harmonik terhadap transformer pengedaran kuasa, beberapa strategi boleh digunakan. Strategi ini termasuk:
- Penapis Harmonik: Penapis harmonik adalah peranti yang digunakan untuk mengurangkan tahap harmonik dalam sistem kuasa. Penapis harmonik berfungsi dengan menyediakan laluan impedans yang rendah untuk arus harmonik, yang mengalihkan arus harmonik dari pengubah. Terdapat dua jenis penapis harmonik: penapis pasif dan penapis aktif. Penapis pasif terdiri daripada induktor, kapasitor, dan perintang, manakala penapis aktif menggunakan peranti elektronik kuasa untuk menghasilkan arus pampasan yang membatalkan arus harmonik.
- Transformer k-faktor: Transformer K-Faktor direka untuk mengendalikan pemanasan tambahan yang disebabkan oleh arus harmonik. Transformer K-faktor mempunyai kapasiti terma yang lebih tinggi daripada transformer standard, yang membolehkan mereka beroperasi pada suhu yang lebih tinggi tanpa merendahkan penebat. Transformer K-faktor dinilai mengikut keupayaan mereka untuk mengendalikan arus harmonik. Semakin tinggi faktor k, lebih baik keupayaan pengubah untuk mengendalikan arus harmonik.
- Pengurusan beban: Pengurusan beban juga boleh digunakan untuk mengurangkan kesan harmonik terhadap transformer pengedaran kuasa. Pengurusan beban melibatkan penjadualan beban bukan linear untuk mengurangkan tahap harmonik dalam sistem kuasa. Sebagai contoh, beban bukan linear boleh dijadualkan untuk beroperasi pada waktu puncak ketika permintaan elektrik rendah.
Tawaran produk kami
Sebagai pembekal pengubah pengagihan kuasa, kami menawarkan pelbagai transformer berkualiti tinggi yang direka untuk menahan cabaran yang ditimbulkan oleh harmonik. Portfolio produk kami merangkumi30-2500kVA/10kv Tiga fasa dupleks penggulungan pengubah pengedaran ketuk yang tidak teruja,Pengubah Kuasa Angin YB, dan200-2500KVA/10kV di atas tanah yang berubah-ubah-fasa pengubah minyak tiga fasa. Transformer ini dibina dengan bahan dan teknologi canggih untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai dengan kehadiran harmonik.
Kesimpulan
Harmonik boleh memberi kesan yang signifikan terhadap transformer pengedaran kuasa. Kehadiran harmonik dalam sistem kuasa boleh menyebabkan peningkatan kerugian, terlalu panas, getaran dan bunyi bising, dan kapasiti yang dikurangkan dalam transformer. Untuk mengurangkan kesan harmonik terhadap transformer pengedaran kuasa, beberapa strategi boleh digunakan, termasuk penggunaan penapis harmonik, transformer K-faktor, dan pengurusan beban. Sebagai pembekal pengubah pengagihan kuasa, kami komited untuk menyediakan pelanggan kami dengan transformer berkualiti tinggi yang direka untuk menahan cabaran yang ditimbulkan oleh harmonik. Jika anda berada di pasaran untuk pengubah pengedaran kuasa, kami menjemput anda untuk menghubungi kami untuk membincangkan keperluan khusus anda. Pasukan pakar kami akan dengan senang hati membantu anda dalam memilih pengubah yang tepat untuk permohonan anda.
Rujukan
- IEEE STD 519-2014, IEEE Amalan dan keperluan yang disyorkan untuk kawalan harmonik dalam sistem kuasa elektrik.
- CIGRE TEKNIKAL TEKNIK 549, Harmonik dalam Sistem Kuasa - Panduan Praktikal.
- Transformers: Prinsip, Aplikasi, dan Penyelenggaraan oleh John J. Cathey.