Здравейте! Като доставчик на трансформатори за ниско напрежение, видях от първа ръка как хармоничното изкривяване може да повлияе на производителността на тези малки мощностни плейъри. И така, нека се потопим в това какво представлява хармоничното изкривяване и как то влияе на работата на трансформаторите с ниско напрежение.
Какво е хармонично изкривяване?
Първо, какво по дяволите е хармонично изкривяване? С прости думи, това е отклонение от идеалната синусоидална форма на вълната на електрически сигнал. В един идеален свят напрежението и токът в една електрическа система биха били чисти синусоиди. Но в действителност, поради нелинейни натоварвания като компютри, задвижвания с променлива скорост и LED светлини, формата на вълната става нестабилна.
Тези нелинейни товари черпят ток по несинусоидален начин. Те създават допълнителни честоти, наречени хармоници, които са кратни на основната честота (обикновено 50 или 60 Hz). Например, 3-тият хармоник има честота 150 или 180 Hz и т.н.
Как хармоничните изкривявания влияят на трансформаторите с ниско напрежение
1. Повишено отопление
Едно от основните въздействия на хармоничното изкривяване върху трансформаторите с ниско напрежение е повишеното нагряване. Трансформаторите работят на принципа на електромагнитната индукция. Когато в системата има хармоници, те причиняват допълнителни вихрови токове и хистерезисни загуби в ядрото на трансформатора.
Вихровите токове са циркулиращи токове, индуцирани в сърцевината на трансформатора. Тези течения генерират топлина. С хармониците, големината на тези вихрови токове се увеличава, тъй като хармониците с по-висока честота проникват в сърцевината по-дълбоко. Тази допълнителна топлина може да доведе до преждевременно стареене на изолацията на трансформатора. С течение на времето изолацията може да се разруши, което може да причини късо съединение и в крайна сметка да доведе до повреда на трансформатора.
2. Намалена ефективност
Ефективността е голяма работа, когато става дума за трансформатори с ниско напрежение. Тези трансформатори са проектирани да преобразуват електрическа енергия от едно ниво на напрежение в друго с минимални загуби. Но хармоничното изкривяване наистина може да се забърква с това.
Допълнителните загуби, причинени от хармониците, означават, че повече енергия се губи като топлина. Това намалява общата ефективност на трансформатора. За трансформатор на напрежение с ниска мощност, който често се използва в приложения, където спестяването на енергия е от решаващо значение, това може да бъде истински проблем. Това не само увеличава оперативните разходи, но и противоречи на тенденцията на енергийно ефективни технологии.
3. Проблеми с регулирането на напрежението
Хармоничните изкривявания също могат да повлияят на регулирането на напрежението на трансформатори с ниско напрежение. Регулирането на напрежението е способността на трансформатора да поддържа относително постоянно изходно напрежение при различни условия на натоварване.
Когато има хармоници, те могат да причинят колебания на напрежението. Несинусоидалната природа на тока може да доведе до спад на напрежението във вътрешния импеданс на трансформатора. Това може да доведе до нестабилно изходно напрежение, което може да бъде проблем за чувствително електронно оборудване, свързано към трансформатора. Например в център за данни дори малки колебания на напрежението могат да причинят проблеми в сървърите и другото оборудване.
4. Шум и вибрации
Друго влияние на хармоничното изкривяване е повишеният шум и вибрациите в трансформатора. Хармониците карат магнитните сили в ядрото на трансформатора да се колебаят при по-високи честоти. Това може да доведе до механични вибрации в сърцевината и намотките.
Тези вибрации могат да предизвикат звуков шум, който може да бъде неудобство в жилищна или офис среда. В допълнение, постоянната вибрация може също да причини механично напрежение върху компонентите на трансформатора, което потенциално води до механични повреди с течение на времето.
Примери от реалния свят
Нека да разгледаме някои реални сценарии, при които хармоничните изкривявания са засегнали трансформатори с ниско напрежение.
В малка офис сграда имаше много компютри, принтери и други електронни устройства. Тези нелинейни натоварвания въведоха значително количество хармонично изкривяване в електрическата система. Трансформаторът с ниско напрежение, който захранваше тези устройства, започна да прегрява. Повишената температура доведе до пробив на изолацията и в крайна сметка трансформаторът отказа. Това предизвика прекъсване на електрозахранването в офиса, което наруши бизнес операциите.
В жилищен квартал са монтирани множество LED осветителни тела. Известно е, че тези светлини са източник на хармонично изкривяване. Трансформаторът за ниско напрежение в квартала започна да вдига много шум. Вибрациите от хармониците също причиняват повреда на вътрешните компоненти на трансформатора. Собствениците на жилища започнаха да забелязват шума и енергийната компания трябваше да смени трансформатора по-рано от очакваното.
Намаляване на въздействието на хармоничните изкривявания
Като доставчик наТрансформатор за ниско напрежение, ние разбираме важността на справянето с хармоничните изкривявания. Има няколко начина за намаляване на въздействието му:
1. Филтриране
Един от най-разпространените методи е използването на хармонични филтри. Тези филтри са предназначени да намалят нивото на хармониците в електрическата система. Те работят, като осигуряват път с нисък импеданс за хармоничните токове, отклонявайки ги далеч от трансформатора.
2. Използване на специализирани трансформатори
Има и специализирани трансформатори, които са проектирани да се справят по-добре с хармоничните изкривявания. Тези трансформатори имат функции като по-големи размери на сърцевината и специални конфигурации на намотките, които могат да намалят въздействието на хармониците върху производителността на трансформатора.
3. Управление на натоварването
Правилното управление на натоварването също е от решаващо значение. Чрез намаляване на броя на нелинейните товари или използването им по по-балансиран начин, нивото на хармонично изкривяване може да бъде намалено. Например, поразителното използване на устройства с високи хармоници може да помогне за намаляване на общото съдържание на хармоници в системата.
Заключение
Хармоничните изкривявания могат да имат значително влияние върху работата на трансформаторите с ниско напрежение. Това може да причини повишено нагряване, намалена ефективност, проблеми с регулирането на напрежението и шум и вибрации. Като доставчик наТрансформатор за ниско напрежение, ние се ангажираме да помагаме на нашите клиенти да се справят с тези проблеми.
Ако сте на пазара за aСилов трансформатор 35kvили аТрансформатор със средна мощност, или просто искате да научите повече за това как да се справите с хармоничните изкривявания във вашата електрическа система, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви предоставим най-добрите решения за вашите енергийни нужди. Нека да поговорим за това как можем да ви помогнем да извлечете максимума от вашите трансформатори.
Референции
- Чапман, SJ (2012). Основи на електрически машини. Макгроу - Хил.
- Грос, GF, & Grainger, JJ (2006). Анализ на електроенергийната система. Уайли.
- Arrillaga, J., & Watson, NR (2003). Хармоници на електроенергийната система: Основи, анализ и проектиране на филтри. Уайли.