Lavspenningsbeskyttelsesenheter

Vurder ulike systemer for å beskytte industriell produksjon mot spenningsfall (svinghjul, statisk avbruddsfri strømforsyning (UPS), dynamisk spenningsforvrengningskompensator, statisk kompensator (STATCOM), parallellkoblet LED, boost-omformer, aktivt filter og serieforsterker uten transformatorer).

Spenningsreduksjon er et av de dyreste fenomenene i bransjen. Den enkleste måten å beskytte sensitive prosesser mot enhver skade på er å installere UPS... Men på grunn av de høye kostnadene ved kjøp og vedlikehold, installeres UPS kun i store strukturelle objekter, på steder der skader forårsaket av strømforsyningsproblemer kan forårsake betydelig skade, for eksempel på sykehus, i produksjon av datamaskiner, i finansinstitusjoner.

Når du bestemmer deg for å installere verneutstyr, bør det utføres en mulighetsstudie for å vise muligheten for å installere en UPS for en spesifikk produksjonsprosess.

Problemet med å beskytte elektriske motorer med ulik hastighet i industriell produksjon mot spenningsfall er nå løst. På grunn av det store utvalget av merker av slike systemer, er det ikke veldig lett å finne den optimale tekniske og økonomiske løsningen på dette problemet.

Typer korrigerende utstyr

Et motor-generator svinghjul (D-G) kan beskytte kritiske produksjonsforstyrrelser fra alle spenningsfall i kraftsystemet C. Når det oppstår en spenningsnedgang, bremses spenningsfallet over lasten av svinghjulet. De forskjellige skjemaene for å koble svinghjulet til motorgeneratoren ligner de som er vist i 1.

Ris. 1. Opplegg for bruk av et svinghjul for å kompensere for spenningsfall

Hovedkomponentene til en uavhengig statisk UPS er vist i fig. 2, hvis batterier (kondensatorer) lagrer energi kun for å beskytte mot spenningsfall i kort tid. Hvis det oppstår et spenningsfall, drives lasten fra batteriet via en DC-til-AC-omformer.

Ris. 2. Opplegg for bruk av en UPS for å kompensere for spenningsfall

Kompensator for dynamisk spenningsforvrengning under spenningsfallet den forblir koblet til det elektriske nettverket 1 gjennom transformatoren 2 og bestemmer den manglende delen av spenningen (fig. 3). Den legger til denne manglende delen av spenningen gjennom de primære 4 og sekundære 3 viklingene til autotransformatoren koblet i serie med lasten 7. Avhengig av formålet kan energien til å forsyne lasten 7 gjennom spenningsomformeren 5 under spenningsfallet være hentet fra nettverket eller fra en ekstra strømkilde (hovedsakelig fra kondensatorer c).

Vurder to modifikasjoner fra forskjellige produsenter. Den første (heretter referert til som DKIN-1) inneholder ikke strømkilder og er permanent tilkoblet. Dette alternativet er kostnadseffektivt for å øke spenningen opp til 50 %. Det er en modifikasjon av DKIN-enheten med muligheten til å øke spenningen med 30%. Det antas at fra og med denne modifikasjonen av DKIN-enheten (30%), er det tilrådelig å bruke dem i produksjonen.

Ris. 3. Opplegg for bruk av DKIN for å kompensere for spenningsfall

Den andre modifikasjonen (DKIN-2) inneholder en strømkilde designet for tung belastning. Enheten på to megawatt kan øke belastningsspenningen til en 4 MW belastning med 50 % eller en 8 MW belastning med 23 %. I motsetning til de fleste andre enheter, er strømkilden i stand til å tåle langvarige fall.

Statisk kompensator (STATCOM) En spenningsfallskompensator kobles parallelt med lasten (fig. 4). En STATCOM-enhet kan redusere spenningsfall ved å endre den reaktive lasten i krysset.

Evnen til å redusere fall kan forbedres ved å legge til en ekstra strømkilde, for eksempel en superledende magnetisk strømkilde. Selv om STATCOM-kompensatorer (fig. 4) er i stand til å absorbere og returnere reaktiv effekt VStatistisk, er bruken vanligvis begrenset til statisk kompensasjon av økonomiske årsaker.

I nedtrappingsmodus bytter STATCOM-systemet til DC-kildemodus. Spenningen over kondensatorterminalene kan holdes konstant.

Ris. 4. Statisk ekspansjonsfuge

En parallellkoblet synkronmotor (SM) ligner litt på en STATCOM, men inneholder ingen kraftelektronikk (fig. 5). Synkronmotorens evne til å gi en stor reaktiv belastning gjør at et slikt system kan kompensere spenningsfall opp til 60 % dypt innen 6 s. Samtidig beskytter et lite svinghjul lasten fra et fullstendig strømbrudd i 100ms.

Ris. 5. LED og svinghjul koblet parallelt: 1 — kraftsystem; 2 - transformator; 3 — bytte

Step-up-omformer Dette er en DC/DC-omformer som øker DC-bussspenningen (for eksempel en motor med variabel frekvens) til det nominelle nivået (fig. 6).

Det største spenningsfallet som kan kompenseres avhenger av merkestrømmen til boost-omformeren. Boost-omformeren begynner å fungere så snart et spenningsfall oppdages på enhetens likestrømsbusser. Sammen med muligheten til å kompensere for symmetriske spenningsfall på opptil 50 %, har boost-omformeren muligheten til å kompensere for dype asymmetriske fall, for eksempel fullstendig svikt i en av fasene. Boost-omformeren kan suppleres med batterier for å beskytte mot totalt strømbrudd.

Et aktivt filter (fig. 7) er en omformer som fungerer som en likeretter, som bruker IGBT-tyristorer i stedet for dioder.

Et aktivt filter kan opprettholde spenningen kontinuerlig gjennom spenningsfallet. Strømklassifiseringen til det aktive filteret bestemmer den maksimale korrigeringsverdien for spenningsfall.

Ris. 7. Aktivt filter

Ved spenningsfall åpnes en transformatorløs spenningskompensasjonskrets (fig. 8) og lasten mates gjennom omformeren.DC-buss-strømforsyningen til omformeren støttes av to kondensatorer ladet i serie.

Ris. 8. Seriespenningsfallskompensasjon uten transformatorer

For en restspenning på 50 % kan merkespenningsnivået oppgis. I denne enheten kan ekstra forsyninger (kondensatorer) dempe hele avbruddet i en begrenset periode. Enheten gir muligheten til å gjenopprette spenningen selv med asymmetriske spenningsfall.