Nizkonapetostne zaščitne naprave

Razmislite o različnih sistemih za zaščito industrijske proizvodnje pred padci napetosti (vztrajnik, statično neprekinjeno napajanje (UPS), dinamični kompenzator popačenja napetosti, statični kompenzator (STATCOM), vzporedno povezana LED, ojačevalni pretvornik, aktivni filter in serijski ojačevalnik brez transformatorjev).

Znižanje napetosti je eden najdražjih pojavov v industriji. Občutljive procese najlažje zaščitimo pred morebitnimi poškodbami z namestitvijo UPS-jev... Vendar pa se UPS-i zaradi visokih stroškov njihovega nakupa in vzdrževanja vgrajujejo le v velike konstrukcijske objekte, na mesta, kjer lahko pride do poškodb zaradi težav z napajanjem. povzročajo veliko škodo, na primer v bolnišnicah, v proizvodnji računalnikov, v finančnih institucijah.

Pri odločitvi za vgradnjo zaščitne opreme je treba izdelati študijo izvedljivosti, ki pokaže izvedljivost vgradnje UPS za določen proizvodni proces.

Problem zaščite elektromotorjev z različnimi hitrostmi v industrijski proizvodnji pred padci napetosti je zdaj rešen. Zaradi široke palete blagovnih znamk tovrstnih sistemov ni prav enostavno najti optimalne tehnične in ekonomske rešitve tega problema.

Vrste korektivnih pripomočkov

Vztrajnik motor-generatorja (D-G) lahko zaščiti kritične proizvodne motnje pred vsemi padci napetosti v elektroenergetskem sistemu C. Ko pride do padca napetosti, padec napetosti na obremenitvi upočasni vztrajnik. Različne sheme za priključitev vztrajnika na motor-generator so podobne tistim, prikazanim v 1.

riž. 1. Shema uporabe vztrajnika za kompenzacijo padcev napetosti

Glavne komponente neodvisnega statičnega UPS-a so prikazane na sl. 2, katerega baterije (kondenzatorji) hranijo energijo le za kratkotrajno zaščito pred padci napetosti. Če pride do padca napetosti, se obremenitev napaja iz baterije preko pretvornika DC-to-AC.

riž. 2. Shema uporabe UPS za kompenzacijo padcev napetosti

Kompenzator dinamičnega popačenja napetosti med padcem napetosti ostane priključen na električno omrežje 1 preko transformatorja 2 in določi manjkajoči del napetosti (slika 3). Doda ta manjkajoči del napetosti skozi primarno 4 in sekundarno 3 navitje avtotransformatorja, ki je zaporedno povezan z bremenom 7. Odvisno od namena je lahko energija za napajanje bremena 7 skozi napetostni pretvornik 5 med padcem napetosti vzet iz omrežja ali iz dodatnega vira energije (predvsem iz kondenzatorjev c).

Razmislite o dveh spremembah različnih proizvajalcev. Prvi (v nadaljevanju DKIN-1) ne vsebuje virov napajanja in je trajno priključen. Ta možnost je stroškovno učinkovita za povečanje napetosti do 50%. Obstaja modifikacija naprave DKIN z možnostjo povečanja napetosti za 30%. Menijo, da je od te spremembe naprave DKIN (30%) priporočljivo, da jih uporabite v proizvodnji.

riž. 3. Shema za uporabo DKIN za kompenzacijo padcev napetosti

Druga modifikacija (DKIN-2) vsebuje vir energije, zasnovan za veliko obremenitev.Naprava z močjo dveh megavatov lahko poveča napetost bremena 4 MW za 50% ali 8 MW za 23%. Za razliko od večine drugih naprav je vir energije sposoben prenesti dolgotrajne padce.

Statični kompenzator (STATCOM) Naprava za kompenzacijo padca napetosti je priključena vzporedno z bremenom (slika 4). Naprava STATCOM lahko zmanjša padce napetosti s spreminjanjem reaktivne obremenitve na stičišču.

Zmožnost zmanjšanja padcev je mogoče izboljšati z dodajanjem dodatnega vira energije, kot je superprevodni magnetni vir energije. Čeprav lahko kompenzatorji STATCOM (slika 4) statistično absorbirajo in vračajo reaktivno moč V, je njihova uporaba običajno omejena na statično kompenzacijo iz ekonomskih razlogov.

V znižanem načinu sistem STATCOM preklopi v način vira enosmernega toka. Napetost na sponkah kondenzatorja je lahko konstantna.

riž. 4. Statični raztezni spoj

Vzporedno povezan sinhronski motor (SM) je nekoliko podoben STATCOM-u, vendar ne vsebuje močnostne elektronike (slika 5). Sposobnost sinhronskega motorja, da zagotovi veliko reaktivno obremenitev, omogoča takšnemu sistemu, da v 6 s kompenzira padce napetosti do 60% globoko. Hkrati majhen vztrajnik varuje breme pred popolnim izpadom električne energije za 100ms.

riž. 5. LED in vztrajnik povezani vzporedno: 1 — napajalni sistem; 2 - transformator; 3 - stikalo

Povečevalni pretvornik To je DC / DC pretvornik, ki poveča napetost enosmernega vodila (na primer motor s spremenljivo frekvenco) na nazivno raven (slika 6).

Največji padec napetosti, ki ga je mogoče kompenzirati, je odvisen od nazivnega toka ojačevalnega pretvornika. Ojačevalni pretvornik začne delovati takoj, ko je zaznan padec napetosti na DC vodilih naprave. Poleg zmožnosti kompenzacije simetričnih padcev napetosti do 50 % ima ojačevalni pretvornik zmožnost kompenzacije globokih asimetričnih padcev, kot je popoln izpad ene od faz. Ojačevalni pretvornik je mogoče dopolniti z baterijami za zaščito pred popolnim izpadom električne energije.

Aktivni filter (slika 7) je pretvornik, ki deluje kot usmernik, namesto diod uporablja tiristorje IGBT.

Aktivni filter lahko stalno vzdržuje napetost skozi padec napetosti. Tokovna vrednost aktivnega filtra določa največjo korekcijsko vrednost padca napetosti.

riž. 7. Aktivni filter

V primeru padca napetosti se odpre napetostno kompenzacijsko vezje brez transformatorja (slika 8) in obremenitev se napaja skozi pretvornik.Napajanje DC vodila pretvornika je podprto z dvema zaporedno polnjenima kondenzatorjema.

riž. 8. Serijska kompenzacija padca napetosti brez transformatorjev

Za preostalo napetost 50 % je mogoče zagotoviti nazivni nivo napetosti. V tej napravi lahko dodatne napajalne enote (kondenzatorji) ublažijo popolno prekinitev za omejeno časovno obdobje. Naprava omogoča ponovno vzpostavitev napetosti tudi pri asimetričnih padcih napetosti.