Hvordan løse strømkvalitetsproblemer i strømsystemtransformatorer

Transformatorer og overvågning af strømkvalitet

Transformator er en kernekomponent i strømsystemet. Overvågning af strømkvaliteten er afgørende for at sikre transformatorernes sikkerhed, forbedre systemets effektivitet og reducere drifts- og vedligeholdelsesomkostninger – dette har direkte indflydelse på den samlede strømnets pålidelighed og ydeevne.

Hvorfor udføre strømkvalitetstest på transformatorer?

• Sikre sikker drift af transformator
  Strømkvalitetsproblemer som harmonier, spændingsfluktueringer og lastubalance kan føre til overophedning, isoleringsaldring, reduceret effektivitet og endda for tidlig udslidning.

• Identificere harmonisk forurening og forebygge overbelastning
  Nutidens strømsystemer anvender bredt ikke-lineære laster (f.eks. UPS-systemer, styringsanordninger, invertere), der genererer harmoniske strømme. Disse øger jern- og kobbertab i transformatorerne. Når Total Harmonic Distortion (THD) overstiger 5%, står transformatorerne over for en betydelig risiko for overbelastning.

• Forebygge udfall af udstyr på grund af spændingsfluktueringer
  Hyppige spændingsfluktueringer eller flimmer kan destabilisere transformatorerne og nedstrømsudstyr, hvilket fører til driftsfejl.

• Kontrollere lastubalance for at undgå lokal overophedning
  Three-phase lastubalance forårsager ekstrem neutralstrøm, hvilket resulterer i lokal overophedning, reduceret effektivitet og potentielt skade på transformatorerne.

• Sikre sikkerhed af jordningsystem og forebygge N-G spændingsproblemer
  Ukorrekt jordningsdesign kan føre til neutralpunktssvingninger, hvilket forårsager abnorm Neutral-to-Ground (N-G) spænding, der forstyrrer transformatoroperationen og funktionaliteten af beskyttelsesenheder.

Hvordan gennemføre systematisk overvågning af strømkvalitet på transformatorer

Harmonisk kontrol og K-faktor anvendelse

• Brug K-faktor-transformatorer: Vælg passende K-klassifikation (f.eks. K-4, K-13, K-20) baseret på lastens harmoniske egenskaber for at forbedre transformatorens evne til at modstå harmoniske strømme.

• Begræns THD (Total Harmonic Distortion): Hold THD under 5% i overensstemmelse med IEEE 519 standarder.

• Installér filtreringsudstyr: Anbring aktive eller passive filtre tæt på harmoniske kilder for at reducere harmonisk injection i systemet.

Spændingsforvrængning og -fluktueringssuppression

• Brug spændingsstabiliseringsudstyr: Anvend Automatiske Spændingsregulatører (AVR) eller Statiske Var Generatører (SVG) for at stabilisere spændingen.

• Optimér lastplanlægning: Undgå samtidig start af højeffektsudstyr for at minimere spændingsnedgang.

• Implementer overvågning og alarm: Anbring strømkvalitetsovervågningssystemer for at detektere og varsle om spændingsanomalier i realtid.

Reduktion af lastubalance

• Optimér lastfordeling: Oprethold balancerede three-phase strømme.

• Brug lastbalancere: Balancer automatisk laster i applikationer, hvor manuel justering er upraktisk.

• Regelmæssig inspektion og justering: Brug strømkvalitetsanalyser til periodisk overvågning og korrigering af ubalance-niveauer.

Praksis for transformatorjordning

• Korrekt design og vedligeholdelse af jordningssystem

• Neutral jordning: I Separately Derived Systems (SDS) skal neutralpunktet være korrekt jordet ifølge standarder som NEC 250 for at forebygge "floating ground."

• Kontroller N-G spænding: Stabiliser neutralpotentialet gennem korrekt jordning for at minimere Neutral-to-Ground spænding.

• Overholdelse af jordningsmodstand: Sørg for, at jordningsmodstanden opfylder kodekrav (f.eks. ≤4Ω).

• Undgå blanding af jordninger: Hold signaljord og strømjord adskilt for at reducere støj.

• Regelmæssig test: Brug en jordningsmodstands tester for periodisk verifikation af systemintegritet.

Kapacitetsdimensionering med forvrængningsfaktorkorrektion

• Tage højde for Crest Factor (CF) og Harmonic Derating Factor (HDF): Juster transformatorkapacitet baseret på faktiske lastegenskaber.

• Følg ANSI/IEEE C57.110: Anvend standardens derateringsfaktorer for præcis kapacitetsvælgelse.

• Forudsæt kapacitetsmargin: Reserver 10–20% ekstra kapacitet under design for at imødekomme fremtidige laster og harmoniske effekter.