Како да се реши проблемите со квалитетот на енергијата во трансформаторите на електроприведни системи

Трансформатори и мониторинг на квалитетот на енергијата

Трансформаторот е основен компонент на системот за енергија. Мониторингот на квалитетот на енергијата е фундаментален за осигурување на безопасноста на трансформаторите, подобрување на ефикасноста на системот и намалување на трошоците за функционирање и одржување—direktно влијае на надежноста и перформансите на целокупната мрежа за енергија.

Зошто да се врши тест на квалитетот на енергијата на трансформаторите?

• Осигурување на безбедно функционирање на трансформаторот
  Проблемите со квалитетот на енергијата—како хармоници, флуктуации на напонот и несбалансираност на оптоварувањето—можат да предизвикаат прекумерување, стареење на изолацијата, намалена ефикасност и дури и претходна повреда.

• Идентификација на хармоничка загаденост и спречување на прекумерување
  Современите системи за енергија широко користат нелинеарни оптоварувања (на пример, UPS системи, електроника за енергија, инвертори), кои генерираат хармонички стројови. Овие зголемуваат железни и медени губитоци во трансформаторите. Кога тоталната хармоничка деформација (THD) надмине 5%, трансформаторите се соочуваат со значителен ризик од прекумерување.

• Спречување на погрешни функционирања на опремата поради флуктуации на напонот
  Честите флуктуации или трептенја на напонот можат да дестабилизираат трансформаторот и опремата подолу, што доведува до оперативни грешки.

• Контрола на несбалансираноста на оптоварувањето за спречување на локално прекумерување
  Несбалансираноста на трифазното оптоварување предизвика премногу нутрална струја, што ја причинува локалната прекумерување, намалена ефикасност и потенцијална повреда на трансформаторот.

• Осигурување на безопасноста на системот за земјиште и спречување на проблеми со N-G напон
  Неправилното дизајнирање на земјиштето може да доведе до склонување на нутралната точка, што предизвика аномален Neutral-to-Ground (N-G) напон, кој го нарушува функционирањето на трансформаторот и функционалноста на заштитните уреди.

Како да се врши систематски мониторинг на квалитетот на енергијата на трансформаторите

Контрола на хармоници и применување на K-фактор

• Користете K-фактор трансформатори: Изберете соодветен K-рейтинг (на пример, K-4, K-13, K-20) според хармоничките карактеристики на оптоварувањето за да се подобри способноста на трансформаторот да издрази хармонички стројови.

• Ограничување на THD (Total Harmonic Distortion): Подржувайте THD под 5%, во согласност со стандардите IEEE 519.

• Инсталирајте филтрирачка опрема: Деплојирајте активни или пасивни филтри близу до изворите на хармонии за да се намали хармоничката инјекција во системот.

Подавање на деформацијата и флуктуацијата на напонот

• Користете опрема за стабилизација на напонот: Емпложирајте автоматски регулатори на напон (AVR) или статични генератори на варијабилни (SVG) за стабилизација на напонот.

• Оптимизирајте планирањето на оптоварувањето: Спречете истовремен започнување на опрема со голема моќ за да се минимизираат понисници на напонот.

• Имплементирајте мониторинг и алармирање: Деплојирајте системи за мониторинг на квалитетот на енергијата за да се детектираат и објават аномалии на напонот во реално време.

Митигација на несбалансираноста на оптоварувањето

• Оптимизирајте дистрибуцијата на оптоварувањето: Подржувайте сбалансирана трифазна струја.

• Користете балансирани опреми: Автоматски балансирајте оптоварувањата во примените каде што рачната прилагодба е непрактична.

• Регуларна инспекција и прилагодба: Користете анализациски алатки за квалитетот на енергијата за периодско мониторирање и исправување на нивоа на несбалансираност.

Практики за земјиште на трансформаторите

• Правилно дизајнирање и одржување на системот за земјиште

• Земјиште на нутралната точка: Во Separately Derived Systems (SDS), нутралната точка мора да биде правилно земјиштира по стандарди како NEC 250 за да се спречи „плавање на земјиштето“.

• Контрола на N-G напон: Стабилизирајте нутралниот потенцијал преку правилно земјиште за да се минимизира Neutral-to-Ground напонот.

• Соодветна отпорност на земјиштето: Обезбедете дека отпорноста на земјиштето се состојува со кодовите (на пример, ≤4Ω).

• Избегнување на миксање на земјиштето: Држете сигнално земјиште и земјиште на моќ отделно за да се намали интерференцијата.

• Регуларно тестирање: Користете тестер за отпорност на земјиштето за периодска верификација на целоста на системот.

Димензионирање на капацитетот со корекција на факторот на деформација

• Обезбедете Crest Factor (CF) и Harmonic Derating Factor (HDF): Прилагодете капацитетот на трансформаторот според реалните карактеристики на оптоварувањето.

• Следете ANSI/IEEE C57.110: Применете дерейтинг факторите на стандардот за точно избор на капацитетот.

• Обезбедете маржина на капацитет: Резервирајте 10–20% дополнителен капацитет во дизајнот за да се акомулираат будуќи оптоварувања и хармонички ефекти.