راهکار ترانسفورماتور اتیشگاه با کنترل هارمونیک
تحلیل مسئله
آتون‌های الکتریکی مدرن (به ویژه آتون‌های قوسی، آتون‌های فرکانس متوسط و آتون‌های القایی فرکانس توان) به دلیل مشخصات بار غیرخطی خود (مثلاً نوسانات شدید قوس الکتریکی، فرآیندهای مستقیم-معکوس)، جریان‌های هارمونیک مرتبه بالا را در زمان عملیات به شبکه تزریق می‌کنند. این هارمونیک‌ها باعث می‌شوند:
- : تحریف موج ولتاژ شبکه (افزایش THD)، که عملیات طبیعی سایر تجهیزات حساس موجود در همان شبکه را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
- خسارت به تجهیزات: گرم شدن بیش از حد، افزایش ارتعاش، پیری سریع‌تر عایق و حتی خرابی ترانسفورماتورها، کابل‌ها، خازنهای جبرانی و غیره.
- افزایش ضرر توان: ضرر حرارتی اضافی از جریان هارمونیک‌ها که از طریق امپدانس شبکه می‌گذرد.
- کاهش عامل توان: با وجود نصب خازنهای جبرانی، هارمونیک‌ها ممکن است دستگاه‌های جبران توان را بی‌اثر کنند یا نوسانات را تقویت کنند.
- خطاهای اندازه‌گیری: کاهش دقت در دستگاه‌های اندازه‌گیری و نظارت بر انرژی.
هسته راه حل: ترانسفورماتور آتون مهار کننده هارمونیک
برای مقابله با این چالش‌ها، ROCKWILL راه حل پیشرفته ترانسفورماتور آتون مهار کننده هارمونیک را ارائه می‌دهد. این راه حل به طور موثر هارمونیک‌ها را در منبع مهار می‌کند و عملیات ایمن، پایدار و کارآمد سیستم‌های آتون و شبکه را تضمین می‌کند.
فناوری‌ها و اقدامات اصلی
- فلتر هارمونیک با کارایی بالا داخلی:
• هسته این راه حل شامل یک فیلتر هارمونیک بهینه‌سازی شده است که هارمونیک‌های مشخص (مثلاً ۵، ۷، ۱۱، ۱۳) تولید شده توسط بارهای آتون را هدف قرار می‌دهد.
• فیلتر کوچک و صرفه‌جویی در فضا مستقیماً در ترانسفورماتور یکپارچه شده و نصب آسان است.
• با استفاده از هماهنگی LC، مسیری با امپدانس کم فراهم می‌کند تا هارمونیک‌های خاص را نزدیک به منبع جذب و فیلتر کند، که باعث کاهش قابل توجه جریان‌های هارمونیک تزریق شده به شبکه (کاهش THD مطابق با GB/T 14549، IEEE 519 و غیره) می‌شود. - طراحی بهینه ترانسفورماتور:
• مدار مغناطیسی با هارمونیک پایین: برگه‌های فولاد سیلیسیوم با نفوذپذیری بالا و ساختارهای هسته بهینه میل به اشباع هسته و هارمونیک‌های خودسرانه را کاهش می‌دهند.
• پیچش با هارمونیک پایین: تکنیک‌های پیچش پیشرفته (مثلاً پیچش فولادی) و مواد کاهش ضرر ادی‌کرنل، فلوکس لکه‌ای، ضرر مس و هارمونیک‌های اضافی را کاهش می‌دهند.
• عایق‌بندی و خنک‌سازی بهبود یافته: عایق‌بندی تقویت شده و سیستم‌های خنک‌سازی بهینه (مثلاً خنک‌سازی روغن-هوای اجباری) قابلیت اطمینان بلندمدت و عمر خدمت طولانی را تحت تنش حرارتی ناشی از هارمونیک‌ها تضمین می‌کنند.
• مقاومت به کوتاه شدن بهبود یافته: مقاومت بیشتر در مقابل شرایط عملیاتی غیرطبیعی ناشی از هارمونیک‌ها. - بهینه‌سازی هماهنگ و نظارت هوشمند (اختیاری):
• هماهنگی با سیستم‌های کنترل آتون یا فیلترهای توان فعال (APF) و ژنراتورهای توان ظاهری ثابت (SVG) برای مدیریت جامع کیفیت توان.
• سیستم‌های نظارت هوشمند اختیاری پارامترهای کلیدی (هارمونیک‌ها، دما، نرخ بار) را در زمان واقعی ردیابی می‌کنند برای نگهداری پیش‌بینی و نظارت از راه دور.
مزایا
• مهار موثر هارمونیک: فیلتر کردن هارمونیک‌های مشخص در منبع، که باعث کاهش قابل توجه THD شبکه و حفاظت از شبکه و تجهیزات می‌شود.
• مهار در سطح منبع: مقابله مستقیم با هارمونیک‌ها در ترانسفورماتور، که تضمین می‌کند مهار کامل انجام شود.
• بهبود کیفیت توان: پایداری موج‌های ولتاژ برای عملیات قابل اعتماد آتون‌ها و تجهیزات حساس.
• افزایش طول عمر تجهیزات: جلوگیری از گرم شدن و خسارت ناشی از هارمونیک‌ها به ترانسفورماتورها، کابل‌ها و خازنهای جبرانی، که هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد.
• بهینه‌سازی جبران توان: کاهش تداخل هارمونیک‌ها با دستگاه‌های جبران، بهبود جبران عامل توان و کاهش ضرر خط.
• هماهنگی با استانداردها: تضمین می‌کند که هارمونیک‌ها مطابق با GB/T 14549، IEEE 519 و سایر استانداردهای جهانی کیفیت توان باشند.
• فشرده و قابل اعتماد: طراحی یکپارچه صرفه‌جویی در فضا و ساده‌سازی معماری سیستم.
• افزایش کارایی سیستم: کاهش ضرر مرتبط با هارمونیک و افزایش کارایی انرژی کلی.
سیناریوهای کاربرد
مناسب برای کاربردهای با هارمونیک‌های زیاد که نیاز به کیفیت توان بالا دارند:
• آتون‌های تولید فولاد با قوس الکتریکی
• آتون‌های ذوب با فرکانس متوسط/فرکانس توان
• آتون‌های قوس غوطه‌ور
• سیستم‌های تأمین توان برای بارهای آتون غیرخطی در مقیاس بزرگ دیگر
