مقدمة لمقاييس خفض التيار التوافقي للمحولات

مع تزايد اعتماد التقنيات الموفرة للطاقة، أصبحت الإلكترونيات جزءًا لا يتجزأ من أنظمة الطاقة الحديثة. تعد مصادر الطاقة ذات الوضع المبدل (SMPS) في المعدات المكتبية وإضاءة LED، ومحركات التردد / السرعة المتغيرة (VF / SDs) للمحركات الحثية، والعاكسات التي تحول طاقة التيار المستمر من الخلايا الكهروضوئية إلى التيار المتردد بتردد رئيسي، أمثلة رئيسية لكيفية تعزيز هذه الأنظمة للطاقة كفاءة الاستخدام. ومع ذلك، فإن العيب الكبير لهذه الأجهزة الإلكترونية هو عملها غير الخطي، مما يؤدي إلى توليد التوافقيات - أشكال موجية مشوهة تزيد من المحتوى التوافقي الإجمالي لكل من الجهد والتيار. هذه التوافقيات، إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح، يمكن أن تنتشر في اتجاه المنبع من خلال خطوط الإمداد، مما يؤثر على المحولات عن طريق التسبب في التسخين المفرط وتسريع الشيخوخة. وفي الحالات القصوى، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تلف شديد في المعدات أو تعطلها.

تقدم هذه المقالة ثلاثة مقاييس رئيسية لتقييم تأثير التسخين التوافقي الحالي على المحولات: عامل الخسارة التوافقي، والعامل K، والعامل K. تساعد هذه المقاييس في تقييم كيفية مساهمة التوافقيات في تسخين المحولات، مما يسمح باتخاذ قرارات أكثر استنارة في إدارة صحة المحولات وطول عمرها. .

مثال عملي

ضع في اعتبارك محولًا تم تصنيفه عند 200 أمبير متصل بمحرك متغير السرعة (VSD)، الذي يحاكي طيف تيار الإدخال الخاص به مقوم سداسي النبضات ويتم تطبيعه إلى 104.1 أمبير RMS. في هذا السيناريو، يتم تعيين خسارة التيار الدوامي المقدر (PEC-R)، بالإضافة إلى المعاملات الأخرى مثل e وq، على 10% و0.1 و1.7 على التوالي. يتم حساب مقاييس التخفيض التوافقي للمحولات - عامل الخسارة التوافقي (FHL)، والعامل K، والعامل K، وغيرها - باستخدام معادلات محددة مسبقًا لتقييم مدى تأثير التوافقيات على أداء المحول.

وفقًا لمعيار IEEE C57.110-1998، تم تحديد الحد الأقصى للرقم التوافقي عند 25 بسبب البروز المتزايد لتأثير الجلد عند الترددات الأعلى، مما يؤدي إلى قيم متحفظة لتنبؤات فقدان التيار الدوامي، خاصة فوق التوافقي التاسع عشر. كما هو موضح في الشكل 1، تزداد مقاييس الانحراف التوافقي مع ارتفاع الرقم التوافقي. على سبيل المثال، عند التوافقي الخامس والعشرين، تكون قيم FHL وK Factor وFHL-STR وFactor K هي 8.35 و2.26 و1.34 و1.15 على التوالي.

خفض قدرة المحولات للمحولات من النوع الجاف والمملوءة بالزيت

يمكن رؤية التأثير التراكمي للتوافقيات على المحولات في عوامل التخفيض. يسلط الشكل 2 الضوء على أن المحولات من النوع الجاف تواجه عامل تخفيض قدره 77.4%، في حين أن المحولات المملوءة بالزيت تكون أفضل قليلاً مع عامل تخفيض قدره 87.2%. تترجم عوامل التخفيض هذه إلى تيارات تشغيل مكافئة تبلغ 155 أمبير للمحولات من النوع الجاف و174 أمبير للمحولات المملوءة بالزيت. وهذا يدل على أن المحولات المملوءة بالزيت مجهزة بشكل أفضل للتعامل مع التوافقيات، على الرغم من أن كلا النوعين ما زالا يعانيان من انخفاض في السعة بسبب وجود التوافقيات.

حل شركة YT Electric: المرشحات التوافقية النشطة

للتخفيف من الآثار الضارة للتوافقيات على المحولات وإطالة عمرها التشغيلي، تقدم YT Electric حلاً متطورًا في شكل مرشحات توافقية نشطة (AHF). تقوم هذه الأجهزة بمراقبة وتصفية التوافقيات الضارة بشكل فعال قبل أن تتمكن من الانتشار في المحولات وغيرها من المعدات الحساسة. من خلال تركيب AHF من YT Electric، يمكن للمنشآت تقليل التشوه التوافقي في أنظمة الطاقة الخاصة بها بشكل كبير، وتحسين كفاءة الطاقة، ومنع ارتفاع درجة حرارة المحولات، وبالتالي تقليل الحاجة إلى تخفيض الطاقة المكلفة وتقليل مخاطر تعطل المعدات. يعد هذا الحل مثاليًا للصناعات التي تعتمد بشكل كبير على VSDs وSMPS وغيرها من الأحمال غير الخطية، مما يضمن توزيع الطاقة بشكل سلس وموثوق حتى في الأنظمة المعقدة.

لا يؤدي دمج المرشحات التوافقية النشطة من YT Electric إلى الحفاظ على صحة المحولات فحسب، بل يعزز أيضًا جودة الطاقة الإجمالية للبنية التحتية الكهربائية لديك.