Hogyan oldhatók meg a villamos rendszer transzformátorainak energia minőségi problémái

Transzformátorok és energia minőségének monitorozása

A transzformátor a villamos energiaszerkezet egyik alapvető eleme. Az energia minőségének monitorozása alapvető fontosságú a transzformátor biztonságos működésének biztosításához, a rendszer hatékonyságának javításához, valamint az üzemeltetési és karbantartási költségek csökkentéséhez – közvetlenül befolyásolva az egész energia-hálózat megbízhatóságát és teljesítményét.

Miért kell végrehajtani az energia minőségének vizsgálatát a transzformátorokon?

• Biztonságos transzformátor-működés biztosítása
  Az energia minőségével kapcsolatos problémák, mint például a harmonikus hullámok, a feszültség-ingadozások és a terhelés egyensúlytalansága, okozhatják a túlmelegedést, izoláció élettartamának rövidülését, hatékonyság csökkenését, sőt, korai kibukást is.

• Harmonikus szennyezés felismerése és túltöltés megelőzése
  A modern energiaszerkezetek széles körben használják a nemlineáris terheléseket (pl. UPS rendszerek, villamos energiamegosztók, inverterek), amelyek harmonikus áramokat generálnak. Ezek növelik a transzformátorok vas- és rézveszteségeit. Ha a teljes harmonikus torzítás (THD) 5%-ot haladja meg, a transzformátorok jelentős túltöltési kockázattal szembesülnek.

• Felszerendő hiba elkerülése a feszültség-ingadozások miatt
  A gyakori feszültség-ingadozások vagy villogás destabilizálhatják a transzformátort és a lefelé lévő eszközöket, működési hibákhoz vezetve.

• Terhelés egyensúlytalanságának kezelése a helyi túlmelegedés elkerülése érdekében
  A háromfázisú terhelés egyensúlytalansága túlzott neutrális áramot okoz, ami helyi túlmelegedést, hatékonyság csökkenését és a transzformátor károsodását eredményezheti.

• Földelőrendszer biztonságának biztosítása és N-G feszültségi problémák megelőzése
  A helytelen földelőrendszertervezés neutrális pont eltolódását okozhatja, ami anomál Neutral-to-Ground (N-G) feszültséget eredményez, ami zavarja a transzformátor működését és a védelmi eszközök funkcióit.

Hogyan végezhetünk rendszeres energia minőségének monitorozást a transzformátorokon

Harmonikus ellenőrzés és K-faktor alkalmazása

• K-faktoros transzformátorok használata: Válasszon megfelelő K-értéket (pl. K-4, K-13, K-20) a terhelés harmonikus jellemzői alapján, hogy növelje a transzformátor képességét a harmonikus áramok ellenállására.

• THD (Teljes Harmonikus Torzítás) korlátozása: Tartsa a THD-t 5% alatt, az IEEE 519 normával összhangban.

• Szűrőeszközök telepítése: Telepítse az aktív vagy passzív szűrőket a harmonikus források közelében, hogy csökkentse a harmonikus beillesztést a rendszerbe.

Feszültség torzításának és ingadozásának enyhítése

• Feszültség-stabilizáló eszközök használata: Használjon Automatikus Feszültség Szabályozókat (AVR) vagy Statikus Var Generátort (SVG) a feszültség stabilizálásához.

• Terhelés-szünetelés optimalizálása: Kerülje a nagy teljesítményű berendezések egyszerre történő indítását, hogy minimalizálja a feszültség-lehullást.

• Monitorozás és riasztás bevezetése: Telepítse az energia minőségének monitorozási rendszereket, hogy valós időben észlelje és riasztson a feszültség anomáliáiról.

Terhelés egyensúlytalanságának enyhítése

• Terhelés-elosztás optimalizálása: Tartson egyensúlyban a háromfázisú áramokat.

• Terhelés-kiegyenlítők használata: Automatikusan egyensúlyozza a terheléseket olyan alkalmazásokban, ahol a kézi beállítás nem praktikus.

• Rendszeres ellenőrzés és beállítás: Használjon energia minőség analizátort, hogy rendszeresen figyelje és korrigálja az egyensúlytalansági szinteket.

Transzformátor földelő gyakorlatok

• Megfelelő földelőrendszer tervezése és karbantartása

• Neutrális földelés: A Különállóan Derivált Rendszerekben (SDS) a neutrális pontnak megfelelően kell földelődni, pl. NEC 250 szerint, hogy elkerülje a "flottó földet."

• N-G feszültség ellenőrzése: Stabilizálja a neutrális potenciált megfelelő földelés révén, hogy minimalizálja a Neutral-to-Ground feszültséget.

• Megfelelő földelő ellenállás: Győződjön meg róla, hogy a földelő ellenállás megfelel a szabályzatoknak (pl. ≤4Ω).

• Földelés keveredésének elkerülése: Tartsa külön a jelzeti és a tápegység földelését, hogy csökkentse a zavarokat.

• Rendszeres tesztelés: Használjon földelő ellenállás tesztelő eszközt, hogy rendszeresen ellenőrizze a rendszer integritását.

Képesség méretezése torzítási tényezők korrekciójával

• Csúcstényező (CF) és Harmonikus Leképező Tényező (HDF) figyelembevétele: Módosítsa a transzformátor képességét a valós terhelés jellemzői alapján.

• ANSI/IEEE C57.110 követése: Alkalmazza a norma leképező tényezőit a pontos képesség kiválasztásához.

• Képesség margó biztosítása: Foglaljon le 10–20% extra képességet a tervezés során, hogy a jövőbeli terhelések és harmonikus hatásokat elfogadjon.