Mitä tulos on, kun yhdistetään kolmivaiheisia muuntimia rinnan?

Kolmiophasisten muuntimien rinnakkaiskäytön tulokset

Kaksi tai useampi kolmiophasinen muuntin käytetään yleisesti rinnakkaan sähköjärjestelmissä, jotta voidaan lisätä järjestelmän kapasiteettia, luotettavuutta ja joustavuutta. Muuntimien on kuitenkin täytettävä tiettyjä ehtoja, jotta rinnakkaiskäyttö olisi turvallista, vakaa ja tehokasta. Alla ovat kolmiophasisten muuntimien rinnakkaiskäytön tulokset ja liittyvät huomioon otettavat seikat.

1. Rinnakkaiskäytön ehdot

Varmistaaksemme, että kolmiophasiset muuntimet voivat toimia turvallisesti rinnakkaan, on täytettävä seuraavat ehdot:

• Yhtäläiset nimellisjännitteet: Muuntimien korkeajännite- ja matalajännitesivujen nimellisjännitteet on oltava samat. Jos jännitteet eivät vastaa toisiaan, se voi johtaa epätasapainoiseen virtaan tai ylikuormittuneisuuteen.

• Sama spiraalihaitari: Muuntimien spiraalihaitari (korkeajännitepuolen ja matalajännitepuolen suhde) on oltava sama. Erilaisilla haitareilla on erilaiset sekundäärijännitteet, mikä aiheuttaa virtakiertoa, kasvavia häviöitä ja vähentynyttä tehokkuutta.

• Samat kytkentäryhmät: Kolmiophasisten muuntimien kytkentätyypit (kuten Y/Δ, Δ/Y jne.) on oltava samat. Eri kytkentäryhmät voivat aiheuttaa vaiheeroituksen, mikä johtaa virtakiertoon tai epätasaiseen tehojakoon.

• Samankaltaiset lyhytsulkuhätä: Rinnakkaan toimivien muuntimien lyhytsulkuhätä on oltava mahdollisimman lähellä toisiaan. Jos lyhytsulkuhätä eroavat merkittävästi, tehojakelu tulee epätasaiseksi, mikä voi aiheuttaa yhden muuntimen ylikuormittumisen, kun toinen pysyy alikuormitettuna.

• Sama taajuus: Muuntimet on toimittava samalla taajuudella. Tämä varmistetaan yleensä yhdistämällä ne samaan sähköverkkoon.

2. Rinnakkaiskäytön tulokset

a. Lisääntyvä kapasiteetti

Yhteiskapasiteetti: Kun useita muuntimia toimii rinnakkaan, järjestelmän yhteiskapasiteetti on yksittäisten muuntimien kapasiteettien summa. Esimerkiksi kaksi 500 kVA muuntinta, jotka toimivat rinnakkaan, tarjoavat yhteiskapasiteetiksi 1000 kVA. Tämä mahdollistaa järjestelmälle suurempien kuorman hallinnoinnin.

b. Kuorman jako

Ideaalinen kuorman jako: Idealisessa tilanteessa, jossa kaikki rinnakkaan toimivat muuntimet täyttävät edellä mainitut ehdot (erityisesti samankaltaiset lyhytsulkuhätä), kuorma jaetaan tasaisesti muuntimien välillä. Jokainen muuntin kantaa yhtä suuren osan kuorman virtasta, mikä varmistaa vakavan järjestelmän toiminnan.

Epäideaalinen kuorman jako: Jos muuntimien lyhytsulkuhätä eroavat, kuorman jako tulee epätasaiseksi. Muuntimet, joilla on pienempi lyhytsulkuhätä, kantavat enemmän kuormaa, kun taas suuremman lyhytsulkuhätä omaavat muuntimet kantavat vähemmän. Tämä epätasainen jako voi johtaa yhden muuntimen ylikuormittumiseen, mikä vaikuttaa järjestelmän luotettavuuteen ja kestoon.

c. Virtakierto

Virtakierron syntymä: Jos rinnakkaan toimivat muuntimet eivät täytä edellä mainittuja ehtoja (kuten erilaiset spiraalihaitarit, kytkentäryhmät tai lyhytsulkuhätä), virtakierto voi syntyä muuntimien välillä. Virtakierto tarkoittaa virtaa, joka kulkee muuntimien välillä ulkoisten kuormien puuttuessa. Virtakierto lisää järjestelmän häviöitä ja voi aiheuttaa muuntimien ylikuumenemisen, mikä vähentää niiden käyttöikää.

Virtakierron vaikutukset: Virtakierron läsnäolo vähentää muuntimien tehokasta tuotantokapasiteettia, koska osa virtausta käytetään sisäiseen kiertoon eikä kuorman tarjoamiseen. Lisäksi virtakierto voi aiheuttaa muuntimien ylikuumenemisen, mikä lisää epäonnistumisen riskiä.

d. Parannettu luotettavuus

Päällekkäisyys: Muuntimien rinnakkaiskäyttö tarjoaa päällekkäisyyttä. Jos yksi muuntin epäonnistuu tai sitä tarvitaan huoltoon, muut voivat jatkaa sähköntarjoamista, mikä varmistaa järjestelmän jatkuvan toiminnan. Tämä parantaa sähköjärjestelmän yleistä luotettavuutta ja saatavuutta.

e. Kustannustehokkuus

Joustava laajennus: Rinnakkaiskäytön avulla järjestelmän kapasiteetti voidaan lisätä asteittain ilman nykyisten muuntimien korvaamista. Tämä on kustannustehokas ratkaisu sähköjärjestelmien asteittaiseen laajentamiseen.

Varakapasiteetti: Rinnakkaan toimivat muuntimet voivat tarjota varakapasiteettia. Normaaleissa olosuhteissa kaikki muuntimet jakavat kuorman, mutta jos yksi muuntin epäonnistuu, muut voivat väliaikaisesti hoitaa lisäkuorman, välttäen järjestelmän keskeytyksen.

3. Huomioon otettavat seikat rinnakkaiskäytössä

a. Suojalaitteet

Eroprotektio: Estääkseen virtakierron tai muun epänormaalin tilanteen rinnakkaiskäytössä, asennetaan yleensä ero-protektiolaitteita. Eroprotektio havaitsee eroavaisuudet muuntimien välissä olevassa virtauksessa ja voi nopeasti eristää viallisen muuntimen suojellakseen järjestelmää.

b. Valvonta ja ohjaus

• Kuormavalvonta: Rinnakkaan toimiviin muuntimiin tulisi asentaa kuormavalvontalaitteita, jotta voidaan jatkuvasti seurata kuormaa jokaisessa muuntimessa, varmistaen tasapuolinen kuorman jako. Jos epätasapainoinen kuorman jako havaitaan, pitäisi tehdä pikaisia säädöksiä.

• Lämpötilavalvonta: Koska rinnakkaiskäyttö voi johtaa jonkin muuntimen ylikuormittumiseen, on tärkeää valvoa muuntimien lämpötilaa estääkseen ylikuumenemisen ja vahingot.

c. Huolto ja tarkastus

• Säännölliset tarkastukset: Rinnakkaan toimiville muuntimille tulisi tehdä säännöllisiä tarkastuksia ja huollon toimenpiteitä optimaalisen toiminnan varmistamiseksi. Erityistä huomiota tulisi kiinnittää lyhytsulkuhätän, kytkentäryhmien ja muiden parametrien tarkistamiseen, jotta ne pysyvät yhtenevinä rinnakkaiskäytölle.

• Virheen eristäminen: Jos yksi muuntin epäonnistuu, sen tulisi välittömästi eristää järjestelmästä, jotta se ei vaikuttaisi muiden muuntimien toimintaan.

4. Yhteenveto

Kolmiophasisten muuntimien rinnakkaiskäyttö voi merkittävästi lisätä järjestelmän kapasiteettia, luotettavuutta ja joustavuutta, mutta tiukat ehdot on täytettävä, kuten yhtäläiset nimellisjännitteet, spiraalihaitarit, kytkentäryhmät ja lyhytsulkuhätä. Jos nämä ehdot täyttyvät, kuorma jaetaan tasaisesti muuntimien välillä, ja järjestelmä toimii vakaudella. Jos nämä ehdot eivät kuitenkaan täyty, voivat syntyä ongelmat, kuten virtakierto ja epätasainen kuorman jako, mikä vaikuttaa järjestelmän tehokkuuteen ja turvallisuuteen.

Rinnakkaiskäyttö tarjoaa myös päällekkäisyyttä, mikä mahdollistaa järjestelmän jatkuvan toiminnan, vaikka yksi muuntin epäonnistuisi, ja tarjoaa kustannustehokkaan ratkaisun järjestelmän asteittaiseen laajentamiseen.