Řešení pro potlačení harmonických složek v troubním transformátoru
Analýza problému
Moderní elektrické pece (zejména obloukové pece, středněfrekvenční pece a síťově frekvenční indukční pece) během provozu do sítě vkládají značné vyšší harmonické proudy v důsledku svých nelineárních charakteristik zatěžování (např. násilné fluktuace elektrických oblouků, procesy obdélníkování/inverze). Tyto harmonické proudy způsobují:
- Znečištění sítě: zkreslené napěťové křivky sítě (zvýšené THD), což ovlivňuje normální chod jiného citlivého zařízení na stejné síti.
- Poškození zařízení: přehřívání, zesílené vibrace, urychlené stárnutí izolace a dokonce i selhání transformátorů, kabelů, kompenzačních kondenzátorů atd.
- Zvýšené ztráty energie: dodatečné tepelné ztráty z proudu harmonických proudů procházejících síťovým impedancím.
- Snižovaný faktor využití: navzdory nainstalovaným kompenzačním kondenzátorům mohou harmonické proudy činit reaktivní kompenzační zařízení neúčinnými nebo zesilovat rezonance.
- Chyby měření: kompromitovaná přesnost měření a monitorovacích přístrojů energie.
Klíčová řešení: Transformátor s potlačením harmonických proudů
Pro řešení těchto výzev nabízí ROCKWILL pokročilé řešení transformátoru s potlačením harmonických proudů. Efektivně potlačuje harmonické proudy u zdroje, což zajišťuje bezpečný, stabilní a efektivní provoz pecových systémů a sítě.
Základní technologie a opatření
- Vestavěný vysokoeffektivní filtr harmonických proudů:
• Základem tohoto řešení je optimálně navržený filtr harmonických proudů zaměřený na charakteristické harmonické proudy (např. 5ᵗʰ, 7ᵗʰ, 11ᵗʰ, 13ᵗʰ) generované pecovými zátěžemi.
• Kompaktní, šetrný na místo, filtr je integrován přímo do transformátoru pro snadnou instalaci.
• Použitím LC rezonance poskytuje nízkoodporovou cestu pro absorpci a filtrování specifických harmonických proudů blízko zdroje, což výrazně snižuje proudy harmonických proudů vkládaných do sítě (redukce THD splňuje GB/T 14549, IEEE 519 atd.). - Optimalizovaný design transformátoru:
• Nízkoharmonický magnetický obvod: vysokopermeabilní silikátové plechy a optimalizované jádro minimalizují tendenci k nasycení jádra a samotně generované harmonické proudy.
• Nízkoharmonické vinutí: pokročilé techniky vinutí (např. foliové vinutí) a materiály snižují ztráty vířivého proudu, únikové pole, měděné ztráty a dodatečné harmonické proudy.
• Zlepšená izolace a chlazení: posílená izolace a optimalizované chlazicí systémy (např. nucené olejové vzdušné chlazení) zajišťují dlouhodobou spolehlivost a prodlouženou životnost za podmínek teplotního namáhání způsobeného harmonickými proudy.
• Zlepšená odolnost proti krátkému spojení: zvýšená odolnost vůči neobvyklým pracovním podmínkám způsobeným harmonickými proudy. - Synchronizovaná optimalizace a inteligentní monitoring (volitelné):
• Synchronizace s řídicími systémy pecí nebo externími aktivními filtry aktivního proudu (APF) a statickými varovými generátory (SVG) pro celkové řízení kvality energie.
• Volitelné inteligentní monitory sledují klíčové parametry (harmonické proudy, teplota, stupeň zatěžování) v reálném čase pro prediktivní údržbu a vzdálený dohled.
Výhody
• Efektivní potlačení harmonických proudů: Filtrace klíčových charakteristických harmonických proudů u zdroje, což výrazně snižuje THD sítě a chrání síť/zařízení.
• Potlačení na úrovni zdroje: Přímé řešení harmonických proudů na transformátoru zajišťuje důkladné potlačení.
• Zlepšená kvalita energie: Stabilizuje napěťové křivky pro spolehlivý provoz pecí a citlivého zařízení.
• Prodloužená životnost zařízení: Předchází přehřívání a poškození transformátorů, kabelů a kondenzátorů způsobené harmonickými proudy, což snižuje náklady na údržbu.
• Optimalizovaná reaktivní kompenzace: Minimalizuje interferenci harmonických proudů s kompenzačními zařízeními, zlepšuje korekci faktoru využití a snižuje ztráty na lince.
• Splnění standardů: Zajišťuje, aby harmonické proudy odpovídaly GB/T 14549, IEEE 519 a dalším globálním standardům kvality energie.
• Kompaktní a spolehlivý: Integrovaný design ušetří místo a zjednoduší architekturu systému.
• Zvýšená efektivita systému: Sníží ztráty související s harmonickými proudy a zvýší celkovou energetickou efektivitu.
Aplikační scénáře
Ideální pro aplikace s intenzivními harmonickými proudy vyžadující vysokou kvalitu energie:
• Elektrodové hutní pece
• Středněfrekvenční/síťově frekvenční indukční tavitelny
• Hutní pece s ponoreným obloukem
• Přenosové systémy pro jiné velké nelineární zátěže pecí
