Veľká skupina PTFE ohrievačov, z ktorých každý je ovládaný fázovým{0}}uhlom vyžarovaným SCR, funguje ako zbor generátorov elektrického šumu. Harmonické vlny, ktoré vstrekujú späť do elektrickej siete elektrárne, môžu spôsobiť záhadné prehrievanie transformátorov, nepríjemné vypínanie citlivých pohonov a dokonca aj pokuty zo strany siete. Skrotenie tohto harmonického skreslenia je nevyhnutnou súčasťou elektrického dizajnu. Pochopenie, ako zmierniťcelkové harmonické skreslenie SCR PTFE ohrievač bankyvýroba systémov je kľúčom k udržaniu stabilnej, efektívnej a vyhovujúcej priemyselnej energetickej infraštruktúry.
Pochopenie harmonickej generácie v SCR-riadených ohrievačoch PTFE
Silikónové-riadené usmerňovače (SCR) regulujú napájanie PTFE ohrievačov prerušovaním striedavého prúdu. Pri prevádzke v režime spúšťania fázovým-uhlom sa SCR zapne v určitom bode v rámci každého pol-cyklu, čím sa vytvorí náhly skok napätia. Toto náhle prepínanie generuje harmonické prúdy-násobky základnej frekvencie (50 Hz alebo 60 Hz). 5. a 7. harmonická sú obzvlášť problematické, pretože pridávajú nulový vodič a spôsobujú dodatočné zahrievanie vírivými prúdmi v transformátoroch.
Ovládanie{0}}fázového uhla sa často volí pre plynulé a plynulé nastavenie výkonu. Produkuje však podstatne viac harmonických ako nulové-krížové (burst fire) ovládače. Nulový-krížový impulz zapne SCR iba vtedy, keď priebeh napätia prirodzene prekročí nulu, čím vznikne takmer sínusový prúd. Pre veľké PTFE ohrievače je regulácia výbuchu vo svojej podstate čistejšia a často preferovaná. Napriek tomu, keď je odpálenie fázového{7}}uhlu nevyhnutné z dôvodu procesných obmedzení, harmonické zmiernenie sa stáva povinným.
Stratégie zmiernenia pre SCR-generované harmonické
Existujú tri zavedené, stupňovité riešenia, ktoré zabraňujú skresleniu napätia ovplyvňovať ostatné zariadenia závodu: pasívne linkové tlmivky, fázovo{0}}posunuté transformátory a aktívne harmonické filtre.
Reaktory s pasívnym vedením: jednoduché a cenovo{0}}efektívne
Pasívna linková tlmivka je jednoducho tlmivka umiestnená v sérii s každým regulátorom SCR. Impedancia reaktora sa zvyšuje s frekvenciou, takže blokuje prúdenie vysokofrekvenčných harmonických prúdov späť do zdroja-. V zariadení s viacerými VFD a citlivou elektronikou môže niekoľko linkových reaktorov dramaticky vyčistiť harmonický profil PTFE ohrievača. Sú pasívne, nevyžadujú žiadne externé riadiace napájanie a sú vysoko spoľahlivé. Pre mierne až stredné harmonické úrovne je to cenovo{5}}najefektívnejšia metóda zmiernenia.
Transformátory s{0}}fázovým posunom: harmonické zrušenie podľa návrhu
V prípade väčších PTFE ohrievačov je možné jednu masívnu sadu ohrievačov rozdeliť do niekoľkých skupín. Každá skupina je napájaná z vyhradeného sekundárneho transformátora s rôznym fázovým posunom (napr. +15 stupeň, -15 stupňov alebo +22.5 stupeň, -22,5 stupňa). Harmonické prúdy generované každou skupinou sú posunuté v čase. Pri rekombinácii na primárnom mieste transformátora s viacerými vinutiami alebo v bode spoločnej väzby sa dominantné harmonické (najmä 5. a 7.) čiastočne navzájom rušia. Táto technika účinne znižujecelkové harmonické skreslenie SCR PTFE ohrievač bankysystémy prispievajú bez toho, aby pridávali významné straty.
Aktívne harmonické filtre: Elektronická neutralizácia
V najnáročnejších inštaláciách,-kde musia byť chránené iné citlivé zariadenia alebo kde sa prísne vynucuje súlad so sieťami,-sú nasadené aktívne harmonické filtre. Tieto zariadenia nepretržite monitorujú harmonický obsah aktuálneho tvaru vlny a elektronicky vstrekujú rovnaké-ale{4}}opačné prúdy na neutralizáciu skreslenia. Aktívne filtre sa prispôsobujú meniacim sa podmienkam zaťaženia, vďaka čomu sú ideálne pre PTFE ohrievače, ktoré sa cyklicky zapínajú a vypínajú alebo menia nastavené hodnoty výkonu. Sú najdrahším riešením, ale ponúkajú najvyšší výkon, ktorý je schopný znížiť celkové harmonické skreslenie pod 5 %.
Súlad s IEEE 519 a požiadavkami na utility
IEEE 519 stanovuje odporúčané limity pre harmonické napätie a prúd v bode spoločnej väzby. Mnohé pomocné služby teraz presadzujú tieto obmedzenia zmluvne a ukladajú pokuty za ich nedodržiavanie-. Navrhnutie PTFE ohrievača so správnym zmiernením harmonických nie je len inžinierska vychytávka,-je to akt dobrého elektrického občianstva voči ostatným zariadeniam v budove a voči rozvodnej sieti. Zle zmiernený ohrievač môže zvýšiť skreslenie napätia zbernice natoľko, aby rušilo programovateľné logické ovládače, počítače a meracie systémy.
Úvahy o nákladoch: Metóda zmierňovania a kontroly
Náklady na zmiernenie harmonických by sa mali porovnať s nákladmi na samotný spôsob ovládania ohrievača. Ovládače SCR s nulovým-krížom (burst fire) sú vo všeobecnosti drahšie ako ovládače fázového-uhlu, ale generujú oveľa menej harmonických. V mnohých prípadoch priplatenie za ovládače výbuchu úplne eliminuje potrebu externého filtrovania. Naopak, ak je riadenie fázového-uhlu už nainštalované alebo nariadené požiadavkami procesu, pridanie linkových tlmiviek alebo transformátorov môže byť ekonomickejšou cestou.
Záver: Viacúrovňové riešenia pre spoľahlivé napájanie závodu
Riešenie harmonického skreslenia nie je len otázkou súladu, ale aj nevyhnutným krokom na zabezpečenie spoľahlivosti celej elektrickej infraštruktúry závodu. Možnosti zmiernenia pre veľký ohrievač PTFE sa pohybujú od jednoduchých pasívnych linkových tlmiviek až po fázovo{1}}posunuté transformátory a aktívne harmonické filtre. Každý z nich ponúka dobre-vytvorenú, stupňovitú cestu k dosiahnutiu čistej energie. Čistý výkon je zasa základom stabilného a efektívneho procesu vykurovania,-pri ktorom transformátory bežia chladne, ističe zostávajú nevypnuté a nedochádza k sankciám za služby.
