Как решать проблемы качества электроэнергии в трансформаторах электрических систем
Трансформаторы и мониторинг качества электроэнергии
Трансформатор является ключевым компонентом системы электроснабжения. Мониторинг качества электроэнергии необходим для обеспечения безопасности трансформаторов, повышения эффективности системы и снижения эксплуатационных и维护似乎被中断了，我将继续完成翻译。
Трансформатор является ключевым компонентом системы электроснабжения. Мониторинг качества электроэнергии необходим для обеспечения безопасности трансформаторов, повышения эффективности системы и снижения эксплуатационных и ремонтных затрат — это напрямую влияет на надежность и производительность всей энергосистемы. Почему необходимо проводить тестирование качества электроэнергии на трансформаторах? Обеспечение безопасной работы трансформатора Определение гармонического загрязнения и предотвращение перегрузки Предотвращение сбоев оборудования из-за колебаний напряжения Управление несимметрией нагрузки для предотвращения локального перегрева Обеспечение безопасности системы заземления и предотвращение проблем с напряжением N-G Как проводить систематический мониторинг качества электроэнергии на трансформаторах Контроль гармоник и применение K-фактора Использование трансформаторов с K-фактором: Выберите соответствующий K-рейтинг (например, K-4, K-13, K-20) на основе характеристик гармоник нагрузки, чтобы улучшить способность трансформатора выдерживать гармонические токи. Ограничение THD (общей гармонической дисторсии): Поддерживайте THD ниже 5% в соответствии со стандартами IEEE 519. Установка фильтрующего оборудования: Разместите активные или пассивные фильтры вблизи источников гармоник, чтобы снизить их введение в систему. Подавление искажений и колебаний напряжения Использование оборудования стабилизации напряжения: Применяйте автоматические регуляторы напряжения (AVR) или статические генераторы реактивной мощности (SVG) для стабилизации напряжения. Оптимизация графика нагрузки: Избегайте одновременного запуска высокомощного оборудования, чтобы минимизировать просадки напряжения. Реализация мониторинга и оповещения: Установите системы мониторинга качества электроэнергии для обнаружения и оповещения о ненормальных значениях напряжения в режиме реального времени. Минимизация несимметрии нагрузки Оптимизация распределения нагрузки: Поддерживайте сбалансированные трехфазные токи. Использование балансировщиков нагрузки: Автоматически балансируйте нагрузку в приложениях, где ручная настройка непрактична. Регулярный осмотр и корректировка: Используйте анализаторы качества электроэнергии для периодического мониторинга и корректировки уровней несимметрии. Практики заземления трансформаторов Правильное проектирование и обслуживание системы заземления Заземление нейтрали: В отдельно полученных системах (SDS) нейтральная точка должна быть правильно заземлена в соответствии со стандартами, такими как NEC 250, чтобы предотвратить "плавающее заземление." Контроль напряжения N-G: Стабилизируйте нейтральный потенциал через правильное заземление, чтобы минимизировать напряжение между нейтралью и землей (N-G). Соответствие сопротивления заземления: Убедитесь, что сопротивление заземления соответствует требованиям норм (например, ≤4Ω). Избегайте смешивания заземления: Держите сигнал заземления и заземление питания отдельно, чтобы снизить помехи. Регулярное тестирование: Используйте тестер сопротивления заземления для периодической проверки целостности системы. Расчет мощности с учетом коэффициента искажения Учитывайте коэффициент амплитуды (CF) и коэффициент дерейтинга гармоник (HDF): Корректируйте мощность трансформатора на основе фактических характеристик нагрузки. Следуйте стандарту ANSI/IEEE C57.110: Применяйте коэффициенты дерейтинга стандарта для точного выбора мощности. Предоставьте запас мощности: Резервируйте 10–20% дополнительной мощности при проектировании, чтобы учесть будущие нагрузки и эффекты гармоник.
Проблемы с качеством электроэнергии, такие как гармоники, колебания напряжения и несимметрия нагрузки, могут вызывать перегрев, старение изоляции, снижение эффективности и даже преждевременный выход из строя.
Современные системы электроснабжения широко используют нелинейные нагрузки (например, ИБП, силовая электроника, инверторы), которые генерируют гармонические токи. Эти токи увеличивают потери в железе и меди трансформаторов. Когда общая гармоническая дисторсия (THD) превышает 5%, трансформаторы подвергаются значительному риску перегрузки.
Частые колебания напряжения или мерцание могут дестабилизировать работу трансформатора и下游设备的稳定运行，导致操作错误。
Трехфазная несимметрия нагрузки вызывает избыточный нейтральный ток, что приводит к локальному перегреву, снижению эффективности и возможному повреждению трансформатора.
Неправильное проектирование заземления может привести к смещению нейтральной точки, вызывая аномальное напряжение между нейтралью и землей (N-G), что нарушает работу трансформатора и функциональность защитных устройств.
