Ako dodávateľ výkonových transformátorov 69 kV sa často stretávam so zákazníkmi týkajúcimi sa rôznych technických aspektov týchto transformátorov. Jednou z tém, ktorá sa často objavuje, je harmonické skreslenie. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do toho, čo je harmonické skreslenie v výkone 69 kV, jeho príčiny, účinky a spôsob, akým sa ako dodávateľ riešime tento problém.
Pochopenie harmonického skreslenia
Harmonické skreslenie sa týka odchýlky periodického tvaru vlny od svojho ideálneho sínusoidálneho tvaru. V ideálnom výkonovom systéme sú napätie a prúdové tvary čisto sine vlny s jednou frekvenciou, zvyčajne 50 alebo 60 Hz v závislosti od oblasti. Avšak v reálnom svete scenáre sveta zavádzajú do energetického systému ďalšie frekvencie, známe ako harmonické, známe ako harmonické.
Harmonické sú celočíselné násobky základnej frekvencie. Napríklad 2. harmonická frekvencia má frekvenciu 100 alebo 120 Hz (2 -násobok základnej frekvencie 50 alebo 60 Hz), tretí harmonický má frekvenciu 150 alebo 180 Hz atď. Ak sú tieto harmonické prítomné v napätí alebo v priebehu prúdu výkonového transformátora, vedie to k harmonickému skresleniu.
Príčiny harmonického skreslenia v 69 kV výkonových transformátoroch
Existuje niekoľko zdrojov harmonického skreslenia v transformátore 69 kV:
- Non - lineárne zaťaženia: Moderné elektrické zariadenia, ako sú variabilné frekvenčné jednotky (VFD), prepínanie napájacích zdrojov a oblúkové pece, sú ne -lineárne zaťaženie. Tieto zariadenia priťahujú prúd skôr v krátkych impulzoch ako hladkým sínusoidným spôsobom. Výsledkom je, že do energetického systému vstrekujú harmonické. Napríklad VFD použitá v aplikácii priemyselného motora môže generovať značné množstvá 5., 7., 11. a 13. harmonické.
- Elektronické zariadenia: Zvyšujúce sa využívanie energetických elektronických zariadení, ako sú usmerňovače a meniče v systémoch obnoviteľnej energie, ako sú solárne a veterné elektrárne, tiež prispieva k harmonickému skresleniu. Tieto zariadenia prevádzajú DC napájanie na napájanie striedavého prúdu alebo naopak a prepínajúca akcia zapojená do procesu konverzie generuje harmonické.
- Magnetická saturácia: V výkonovom transformátore môže dôjsť k magnetickej saturácii, keď je jadro vystavené vysokým magnetickým tokom. Môže sa to stať počas podmienok nadmerného napätia alebo pri prevádzke transformátora v blízkosti svojej menovitej kapacity. Keď sa jadro nasýti, vzťah medzi magnetickým poľom a prúdom sa stáva lineárnym, čo vedie k generovaniu harmonických.
Účinky harmonického skreslenia na transformátory výkonu 69 kV
Harmonické skreslenie môže mať niekoľko škodlivých účinkov na 69 kV výkonové transformátory:
- Zvýšené zahrievanie: Harmonické zvyšujú účinný prúd prúdiaci cez vinutie transformátora. Podľa Jouleovho zákona o zahrievaní ((p = i^{2} r)) vedie zvýšenie prúdu k zvýšeným stratám energie vo forme tepla. Toto ďalšie zahrievanie môže znížiť životnosť izolácie transformátora, čo vedie k predčasnému zlyhaniu.
- Znížená účinnosť: Prítomnosť harmonických tiež zvyšuje základné straty v transformátore. Straty vírivého prúdu a straty hysteréz sú úmerné štvorcového frekvencie. Pretože harmonické majú vyššie frekvencie ako základná frekvencia, spôsobujú zvýšenie hlavných strát, čím sa znižuje celková účinnosť transformátora.
- Skreslenie napätia: Harmonické prúdy pretekajúce impedanciou napájacieho systému môžu spôsobiť skreslenie napätia. To môže ovplyvniť výkon iných elektrických zariadení pripojených k rovnakému systému. Napríklad skreslenie napätia môže spôsobiť blikanie svetiel, zlyhanie citlivých elektronických zariadení a nepresnú prevádzku ochranných relé.
Ako sa naša spoločnosť zaoberá harmonickým skreslením
Ako dodávateľ výkonového transformátora 69 kV prijímame niekoľko opatrení na zmiernenie účinkov harmonického skreslenia:
- Optimalizácia dizajnu: Naši inžinieri používajú techniky pokročilého dizajnu na minimalizáciu vplyvu harmonických na transformátor. Vyberieme vysokokvalitné základné materiály s nízkou hysterézou a stratami vírivého prúdu, aby sme znížili vykurovanie jadra. Okrem toho optimalizujeme konštrukciu vinutia na zníženie impedancie, ktorú vidia harmonické prúdy.
- Harmonické filtrovanie: Môžeme poskytnúť harmonické filtre ako možnosť pre našich transformátorov. Tieto filtre sú navrhnuté tak, aby absorbovali alebo blokovali špecifické harmoniky, čím sa znižuje obsah harmonického napätia a prúdu prúdu. Napríklad pasívny harmonický filter sa môže použiť na zníženie 5., 7. a 11. harmoniky.
- Monitorovanie: Vykonávame komplexné testovanie našich transformátorov, aby sme zaistili, že vydržia účinky harmonického skreslenia. Počas testovacieho procesu merame harmonický obsah v napätí a prúdových priebehu a hodnotíme výkonnosť transformátora za rôznych harmonických podmienok. Poskytujeme tiež monitorovacie systémy, ktoré môžu nepretržite monitorovať harmonické úrovne v energetickom systéme a upozorniť operátorov, ak úrovne prekročia prijateľné limity.
Súvisiace výrobky
Ak máte záujem o naše ďalšie produkty Power Transformer, môžete si pozrieť nasledujúce odkazy:
- 50000KVA 50MVA 115KV Krok s OLTC na 23KV Trojfázové transformátory
- Olejový transformátor
- 125MVA 138KV 24,94 kv Krok nadol transformátor
Záver
Harmonické skreslenie je významným problémom v 69 kV výkonových transformátoroch, ktoré môžu mať vážne následky na výkon a životnosť transformátora. Ako zodpovedný dodávateľ sa zaväzujeme poskytovať vysokokvalitné transformátory, ktoré vydržia účinky harmonického skreslenia. Použitím pokročilých dizajnových techník, harmonického filtrovania a komplexného testovania zabezpečujeme, aby naši transformátori spĺňali najvyššie štandardy kvality a spoľahlivosti.
Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa harmonického skreslenia v 69 kV výkonových transformátoroch alebo máte záujem o nákup našich produktov, neváhajte nás kontaktovať a požiadajte o ďalšie diskusie a rokovania o obstarávaní.
Odkazy
- IEEE Standard 519 - 2014, „Odporúčané postupy a požiadavky na reguláciu harmonickej elektrickej energie v elektrických energetických systémoch“ IEEE “
- Elektrické energetické rozvodne inžinierstvo podľa Turan Gonen
- Harmonický systém energetického systému: Základy, analýza a návrh filtra podľa matematiky HJ Bollen