Пять устройств контроля качества электроэнергии, которые должны быть установлены на каждом коммерческом предприятии
Энергосбережение и энергоэффективность входят в топ-5 стратегических направлений развития страны. меж тем экономить ресурсы проще, чем кажется.
Масштаб проблем качества электроэнергии должен определяться путем оценки стоимости сбоев, вызванных оборудованием распределительной системы и степени его чувствительности к качеству электроэнергии. Некоторое оборудование может быть менее чувствительным к помехам, что позволяет ему преодолевать помехи.
Устройства качества электроэнергии используются для защиты электрооборудования или для устранения источника помех или для смягчения воздействия помех.
К устройствам, которые обычно используются для этого, относятся следующие: устройство защиты от перенапряжений, экранирование, источник бесперебойного питания, динамические восстановители напряжения, последовательные конденсаторы, конденсаторные трансформаторы напряжения, электропроводка и заземление, статический компенсатор переменного тока, система накопления энергии (ESS), резервное копирование генераторы, изолирующие трансформаторы и фильтры.
Низкое качество электроэнергии влияет на электрооборудование с микропроцессорным управлением и силовые электронные устройства, чувствительные к помехам. На системы управления может влиять кратковременное падение напряжения или небольшие переходные напряжения, что приводит к нежелательному отключению процессов.
Кроме того, многие из этих чувствительных нагрузок взаимосвязаны в сети и автоматизированных процессах.
Давайте рассмотрим на пять устройств, которые могут улучшить качество электроэнергии:
1. Устройства защиты от перенапряжения
Электрооборудование в распределительных системах может подвергаться воздействию внутренних или внешних скачков напряжения. Внутренние скачки генерируются внутри объекта оборудованием пользователей. Они возникают в результате процессов переключения, например, переключения индуктивных или емкостных нагрузок, размыкания предохранителя или размыкателя в индуктивной цепи.
Внешние скачки генерируются за пределами объекта и поступают на объект через служебные провода. Они возникают в результате срабатывания предохранителя, переключения системы питания и молнии.
Устройства защиты от перенапряжений защищают оборудование от этих скачков, ограничивая количество нежелательной энергии, которая достигает оборудования.
Затем большая часть энергии перенапряжения направляется через устройство защиты от перенапряжения, и большая часть этой энергии рассеивается во внутреннем сопротивлении.
2. Резервные генераторы
В крупных отраслях и при длительных перерывах создание резервных копий необходимо для обеспечения как минимум критических нагрузок. Обычно используются дизельные генераторы с номинальной мощностью, достаточной для питания этих критических нагрузок, таких как система аварийного освещения, электрические лифты, промышленные процессы, которые не могут выдержать длительных перерывов, больницы и тому подобное.
Обычно резервный генератор используется в качестве резервного блока и подключается к распределительной системе промышленности на главном низковольтном распределительном щите. АВР (АТС) может быть использован для автоматической передачи источника питания от сети входного фидера на резервный генератор в экстренных случаях.
Между обоими источниками предусмотрена электрическая блокировка, чтобы избежать параллельной работы.
Некоторые из исходящих фидеров несущественных нагрузок могут быть отключены, чтобы поддерживать потребляемую мощность в пределах номинальной мощности генератора, которая в основном меньше номинальной мощности источника питания.
Во многих случаях главная шина низкого напряжения разделена на две секции с помощью шинного соединителя для повышения надежности. Каждый раздел подается из другого источника утилит. Выходные фидеры критических нагрузок предпочтительно подключать к одной из этих двух секций, которая снабжается источником питания при нормальной работе и резервным генератором при аварийной работе.
Автоматические выключатели A, B, C и D должны управляться в соответствии с таблицей истинности, приведенной в таблице 1. В этой таблице указаны положения включения / выключения автоматического выключателя D генератора при различных комбинациях положений автоматических выключателей A, B и C. Позиция «на» представлена «1» , а «0» означает «от позиции ».
Таблица - Положения автоматических выключателей «0» для выключения и «1» для включения
3. Источник бесперебойного питания (ИБП)
ИБП является альтернативным источником питания для подачи питания на нагрузку во время прерывания или отключения основного источника питания (например, источника питания). ИБП содержит схему выпрямителя для преобразования входной мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Источник постоянного тока заряжает набор батарей для хранения энергии и инвертор для преобразования накопленной энергии постоянного тока обратно в переменный ток для нагрузки.
С точки зрения стабильности частоты, а также стабильности напряжения инвертор, составляющий генератор ИБП, имеет характеристики, превосходящие характеристики сети.
ИБП эффективны для нагрузок на основе цифровой электроники, таких как компьютерные системы и ПЛК, где предотвращается потеря данных. С другой стороны, они имеют недостатки, когда переключатель передачи и выпрямитель подвержены помехам в линии в нормальных условиях работы.
В чрезвычайной ситуации время работы ИБП ограничено емкостью батарей.
4. Изолирующий трансформатор
Как правило, они состоят из двух отдельных обмоток с магнитным экраном между этими обмотками для обеспечения контроля шума. Шум может передаваться на электрическое устройство посредством электромагнитной связи (ЭМС) двумя основными способами: шумом дифференциального режима и шумом общего режима.
Изолирующий трансформатор подключается между источником питания и электрическим устройством. Следовательно, он несет ток полной нагрузки и поэтому должен иметь соответствующие размеры.
Основным преимуществом, предлагаемым изолирующими трансформаторами, является изоляция между двумя цепями путем преобразования электрической энергии в магнитную энергию и обратно в электрическую энергию, таким образом, выступая в качестве нового источника энергии .
5. Регуляторы напряжения
Функция регуляторов напряжения заключается в поддержании напряжения на нагрузке в заданных пределах. Во время провалов напряжения регуляторы напряжения увеличивают напряжение до желаемого уровня для чувствительных нагрузок и, наоборот, при перенапряжениях или скачках они уменьшают напряжение. В основном, использование регуляторов напряжения для смягчения эффекта провисания.
Распространенным типом, используемым для регулирования напряжения, является автотрансформатор с электроприводом с переменным отношением. Двигатель используется для изменения положения ползуна на обмотке трансформатора, обеспечивая изменение коэффициента трансформации для увеличения или уменьшения уровня напряжения.
Время отклика медленное, что может быть неадекватно для некоторых нагрузок и может не исправить большие кратковременные изменения напряжения.
Сервостабилизатор напряжения (он работает на сервомеханизме) использует серводвигатель для включения коррекции напряжения. Он в основном используется для высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%.
Внутренняя цепь сервостабилизатора включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, понижающий повышающий трансформатор, привод двигателя и схему управления.
