تقييم توافقيات المنشأة التجارية

الملخص: غالبًا ما يمكن حل المشكلات التوافقية لنظام الطاقة النفعية باستخدام منهج شامل يتضمن استطلاعات الموقع، والقياسات التوافقية، والمحاكاة الحاسوبية.

تعرض دراسة الحالة هذه نتائج التقييم التوافقي للمنشأة التجارية. تم الانتهاء من عمليات المحاكاة باستخدام برنامج PSCAD. يقوم التحليل بتقييم تأثيرات توصيلات المحولات لتحديد مستويات تشويه التيار التوافقي على كلا الجانبين الأولي والثانوي لمحولات العميل. تظهر نتائج المحاكاة التيار التوافقي المحايد الثالث وتحليل تخفيض قيمة المحول K-Factor.

مقدمة

تم الانتهاء من التقييم التوافقي للمنشأة التجارية للنظام الموضح في الشكل 1. وتم الانتهاء من دراسة الحالة باستخدام برنامج PSCAD. تم التحقق من دقة نموذج المحاكاة باستخدام تيارات الصدع ثلاثية الطور وخط واحد إلى الأرض وكميات الحالة المستقرة الأخرى.

يتضمن نموذج الدائرة الخاص بالحالة محطة فرعية للعملاء بقدرة 25.56 كيلو فولت مع محولين تنازليين بقدرة 1000 كيلو فولت أمبير يزودان أحمال التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ومحول واحد بقدرة 100 كيلو فولت أمبير يوفر أحمال إمداد الطاقة في وضع التبديل (SMPS).

الشكل 1 - رسم توضيحي للمخطط الخطي للتقييم التوافقي للمنشأة التجارية

تستخدم مصادر الطاقة في وضع التبديل تقنيات تحويل التيار المستمر/التيار المباشر للحفاظ على خرج جهد مستمر مستمر. في غياب محاثة كبيرة من جانب التيار المتردد، يصبح تيار الدخل إلى مصدر الطاقة نبضات تيار موجبة وسالبة، وتتميز بعوامل القمة العالية (نسبة الذروة إلى جذر متوسط ​​التربيع) والمحتوى التوافقي العالي. يعد محتوى التيار التوافقي الثالث المرتفع نموذجيًا بشكل خاص لمصادر الطاقة في وضع التبديل. نظرًا لأن مكونات التيار التوافقي الثالث لا تلغي بعضها البعض في الوضع المحايد لنظام ثلاثي الطور، فقد أدى الاستخدام المتزايد لإمدادات الطاقة في وضع التبديل إلى خلق قلق بشأن التحميل الزائد للموصلات المحايدة، خاصة في المباني القديمة حيث قد يتم استخدام محايد صغير الحجم .

مركز تسوق أستراليا

ASVG400kVAr

-تخفيف التوافقيات وتعويض الطاقة التفاعلية لأنظمة الإضاءة وتكييف الهواء والمصاعد والسلالم المتحركة والمعدات المختلفة في مراكز التسوق.

نتائج المحاكاة

تقوم دراسة الحالة بتقييم تأثيرات توصيلات المحولات لتحديد مستويات تشوه التيار التوافقي على كلا الجانبين الأولي والثانوي لمحولات العميل. يوضح الشكل 2 تيار مصدر الطاقة المحاكى والتيار الناتج على المحول الأساسي بسبب اتصال دلتا/واي الذي يحبس توافقيات التسلسل الصفري في ملف دلتا الأساسي.

يحتوي تيار مصدر الطاقة الثانوي على قيمة تردد أساسية تبلغ 6.76 أمبير، وقيمة جذر متوسط ​​التربيع 8.10 أمبير، وقيمة THD تبلغ 66.12%. وكان أعلى مكون التوافقي الثالث بقيمة 62.30%. يحتوي تيار المحول الأولي الناتج على قيمة تردد أساسية تبلغ 0.15 أمبير، وقيمة جذر متوسط ​​التربيع تبلغ 0.16 أمبير، وقيمة THD تبلغ 14.89%. وكانت المكونات الأعلى هي التوافقي الخامس بقيمة 12.93% والتوافقي السابع بقيمة 6.39%.

تخفيض معدل المحولات وحسابات العامل K. كان عامل فقدان التيار الدوامي المفترض (PEC-R) للمحولات من النوع الجاف 100 كيلو فولت أمبير هو 8٪. سيكون تصنيف K من أربعة كافيًا لهذا التطبيق.

محول التيار المحايد عند إمداد أحمال مصدر الطاقة. يتم أيضًا عرض المرحلة A من تيار مصدر الطاقة كمرجع. تضاف التوافقيات الثلاثية إلى الحياد لإنشاء شكل موجة يتكون في الغالب من التردد التوافقي الثالث (180 هرتز). كانت قيمة جذر متوسط ​​التربيع للتيار المحايد 12.72 أمبير، والمكونات الأعلى هي الثالثة عند 12.63 أمبير، والتاسعة عند 1.41 أمبير، والخامسة عشرة عند 0.25 أمبير. أحد الأخطاء الشائعة في هذا النوع من أشكال الموجات هو استخدام قيمة THD بالنسبة المئوية. وذلك لأن مكون التردد الأساسي للتيار المتعادل في النظام المتوازن يقترب من الصفر أمبير، مما يؤدي إلى قيمة THD تقترب من اللانهاية.

نقطة محاكاة لتيار الاقتران المشترك (PCC) عند واجهة الأداة المساعدة/العميل. يحتوي التيار على قيمة تردد أساسية تبلغ 3.73 أمبير، وقيمة جذر متوسط ​​التربيع 3.74 أمبير، وقيمة THD تبلغ 8.18%. وكانت أعلى المكونات التوافقي الخامس بقيمة 3.99%، التوافقي السابع بقيمة 4.30%، الحادي عشر بقيمة 4.05%، والثالث عشر بقيمة 2.89%. كانت قيم التوافقيات الثلاثية (على سبيل المثال، 3، 9، 15، وما إلى ذلك) ضئيلة بسبب حقيقة أن جميع المحولات التي تزود أحمال العميل غير الخطية لديها ملفات أولية متصلة بالدلتا وأيضًا أن جميع أحمال العميل كانت متوازنة.