كيفية حل مشاكل جودة الطاقة في محولات النظام الكهربائي
محولات ومراقبة جودة الطاقة
تعتبر المحول جزءًا أساسيًا من نظام الطاقة. إن مراقبة جودة الطاقة أساسية لضمان سلامة المحول، وتحسين كفاءة النظام، وتقليل تكاليف التشغيل والصيانة - مما يؤثر مباشرة على موثوقية وأداء الشبكة الكهربائية بأكملها.
لماذا يجب إجراء اختبارات جودة الطاقة على المحولات؟
ضمان تشغيل المحول بأمان
يمكن أن تتسبب مشاكل جودة الطاقة مثل التوافقيات والتذبذبات الجهدية وعدم توازن الحمل في ارتفاع درجة الحرارة وتقدم عمر العزل وتقليل الكفاءة وحتى الفشل المبكر.تحديد التلوث التوافقي ومنع التحميل الزائد
يستخدم الأنظمة الكهربائية الحديثة بشكل واسع الأحمال غير الخطية (مثل أنظمة الطاقة الاحتياطية والأجهزة الإلكترونية للطاقة والمقلبات)، والتي تولد تيارات توافقية. هذه الزيادة في خسائر الحديد والنحاس في المحولات. عندما يتجاوز التحريف التوافقي الإجمالي (THD) 5٪، تواجه المحولات خطرًا كبيرًا من التحميل الزائد.منع تعطل المعدات بسبب التذبذبات الجهدية
يمكن أن يؤدي التذبذبات الجهدية المتكررة أو الوهج إلى عدم استقرار المحول والمعدات التالية له، مما يؤدي إلى أخطاء تشغيلية.تحكم في عدم توازن الحمل لتجنب التسخين المحلي
يؤدي عدم توازن الحمل الثلاثي الأطوار إلى زيادة التيار المحايد، مما يؤدي إلى التسخين المحلي وتقليل الكفاءة وإمكانية تلف المحول.ضمان سلامة نظام التأريض ومنع مشاكل الجهد N-G
يمكن أن يؤدي تصميم التأريض غير المناسب إلى انحراف نقطة المحايد، مما يؤدي إلى جهد N-G غير طبيعي، مما يعطل تشغيل المحول ووظائف أجهزة الحماية.
كيفية إجراء مراقبة منهجية لجودة الطاقة على المحولات
التحكم في التوافقيات وتطبيق عامل K
استخدام محولات عامل K: اختر تصنيف K المناسب (مثل K-4، K-13، K-20) بناءً على خصائص التوافقيات للأحمال لتعزيز قدرة المحول على تحمل التيارات التوافقية.
حد THD (التحريف التوافقي الإجمالي): حافظ على THD أقل من 5٪، وفقًا للمعايير IEEE 519.
تركيب معدات الترشيح: نشر مرشحات نشطة أو غير نشطة بالقرب من مصادر التوافقيات لتقليل حقن التوافقيات في النظام.
قمع التشوه والتذبذبات الجهدية
استخدام معدات استقرار الجهد: استخدام معدات تنظيم الجهد التلقائي (AVR) أو مولدات VAR الثابتة (SVG) لاستقرار الجهد.
تحسين جدولة الأحمال: تجنب بدء تشغيل المعدات ذات القوة العالية في نفس الوقت لتقليل هبوط الجهد.
تنفيذ المراقبة والإعلام: نشر أنظمة مراقبة جودة الطاقة لاكتشاف وإعلام الأحداث الغير طبيعية في الجهد بوقت حقيقي.
تخفيف عدم توازن الحمل
تحسين توزيع الأحمال: الحفاظ على توازن التيار الثلاثي الأطوار.
استخدام معدات توزيع الأحمال: توازن الأحمال تلقائيًا في التطبيقات التي يكون فيها التعديل اليدوي غير عملي.
الفحص الدوري والتعديل: استخدام معدات تحليل جودة الطاقة لمراقبة وتصحيح مستويات عدم التوازن بشكل دوري.
ممارسة تأريض المحولات
تصميم وصيانة نظام التأريض الصحيح
تأريض المحايد: في الأنظمة المشتقة بشكل منفصل (SDS)، يجب تأريض نقطة المحايد بشكل صحيح وفقًا للمعايير مثل NEC 250 لمنع "التأريض العائم."
تحكم في الجهد N-G: استقرار الجهد المحايد من خلال التأريض الصحيح لتقليل الجهد N-G.
مقاومة التأريض المتوافقة: ضمان أن مقاومة التأريض تتوافق مع متطلبات الرمز (مثل ≤4Ω).
تجنب خلط التأريض: الحفاظ على فصل الأرض الإشارات والأرض الطاقة لتقليل التداخل.
الفحص الدوري: استخدام جهاز اختبار مقاومة الأرض لتحقق بشكل دوري من سلامة النظام.
تحديد السعة مع تصحيح عامل التشوه
أخذ عامل الذروة (CF) وعامل تخفيض التوافقي (HDF) بعين الاعتبار: تعديل سعة المحول بناءً على خصائص الأحمال الفعلية.
اتباع ANSI/IEEE C57.110: تطبيق عوامل تخفيض المعيار لاختيار السعة بدقة.
تقديم هامش السعة: احتياط 10-20٪ من السعة الإضافية أثناء التصميم لتوفير الأحمال المستقبلية وتأثيرات التوافقيات.
