Harmonične struje postale su značajne zabrinutosti u modernim električnim sustavima zbog sve veće upotrebe nelinearnih opterećenja poput promjenjivih pogona brzine, elektroničkih balasta i uključivanja uključivanja. Ove harmonične struje mogu prouzrokovati pregrijavanje, preuređivanje prerade opreme i pitanja kvaliteta električne energije. Kao vodeći dobavljač za prekidač za prekidač razumijemo važnost načina na koji naši proizvodi rješavaju harmonične struje kako bi se osigurala sigurnost i pouzdanost električnih sustava.
Razumijevanje harmoničnih struja
Prije nego što se ubaci urok minijaturni prekidač (MCB) Harmonične struje, ključno je shvatiti koje su harmonične struje. U idealnom električnom sustavu, trenutni valni oblik čisti je sine val s jednom frekvencijom, obično 50 ili 60 Hz. Međutim, nelinearna opterećenja iskrivljuju ovaj sinusni val, uvodeći dodatne frekvencije poznate kao harmonike. Ove su harmonike cijeli broj višestrukih fundamentalne frekvencije. Na primjer, treći harmonski ima frekvenciju od 150 Hz (3 puta 50 Hz) u sustavu od 50 Hz.
Harmonične struje mogu uzrokovati nekoliko problema u električnim sistemima. Oni mogu povećati efektivnu struju u provodnicima, što dovodi do pregrijavanja. Ovo pregrijavanje može oštetiti izolaciju, smanjiti životni vijek električne opreme, pa čak i predstavlja opasnost od požara. Uz to, harmonične struje mogu uzrokovati izobličenje napona, što može utjecati na performanse osjetljive elektronske opreme.
Kako su MCBS dizajnirani za otkrivanje i odgovaranje na harmonične struje
MCBS dizajnirani su za zaštitu električnih krugova od prekohranih uvjeta, uključujući one uzrokovane harmoničnim strujama. Postoje dvije glavne vrste mehanizama zaštite u MCB-u: Termalno i magnetno.
Mehanizam toplotne zaštite u MCB-u temelji se na principu bimetalne trake. Kad struja protjeru kroz bimetalnu traku, zagrijava se. Stopa grijanja proporcionalna je kvadratu trenutne. Kako se traka zagrijava, savija se zbog različitih stopa ekspanzije dva metala. Kada struja prelazi nazivnu struju određenim periodom, bimetalna traka savija se dovoljno za izlet prekidača. Ovaj mehanizam je efikasan u otkrivanju dugoročnih konkurentnih uvjeta, uključujući one uzrokovane harmoničnim strujama.
Mehanizam magnetske zaštite, s druge strane, zasnovan je na principu elektromagnetizma. Kad veliki struja teče kroz zavojnicu MCB-a, stvara jako magnetno polje. Ovo magnetno polje privlači armaturu, koja izlazi prekidač. Ovaj mehanizam je dizajniran da brzo odgovori na kratke struje kruga. Međutim, harmonične struje mogu uzrokovati i povećanje magnetskog polja, posebno ako postoje velike - amplitude neparnog - naložite harmoniku.
Ograničenja tradicionalnih MCB-a u rukovanju harmonijskim strujama
Iako tradicionalni MCBS može pružiti određeni nivo zaštite od harmonijskih struja, imaju ograničenja. Mehanizam toplotne zaštite MCB kalibriran je na osnovu RMS (korijenskog srednje kvadratnog) vrijednosti struje. Međutim, vrijednost RMS-a ne u potpunosti ne prikazuje efekte harmoničnih struja. Na primjer, ne-sinusoidna struja s visokim harmoničnim sadržajem može imati iste RMS vrijednost kao čista sinusoidna struja, ali uzrokuju više grijanja zbog povećanih gubitaka u provodnicima.
Mehanizam magnetske zaštite takođe može biti manje efikasan u otkrivanju harmoničnih struja. Budući da je magnetno polje proporcionalno trenutnom struju, visokoj harmonici mogu stvoriti dovoljno jak magnetno polje za izlet prekidača, posebno ako je osnovna komponenta struje unutar normalnog raspona.
Napredni MCBS za bolju harmoničnu struju
Da bi se bavio ograničenjima tradicionalnih MCB-a, nudimo napredne MCB-ove koji su posebno dizajnirani za efikasnije rukovanje harmoničnim strujama. Ovi napredni MCBS koriste napredne senzing i algoritme putovanja.
Jedan je pristup upotreba elektronskih putničkih jedinica. Elektroničke jedinice putovanja mogu preciznije izmjeriti trenutni valni oblik i mogu se programirati da odgovore na posebne harmonske frekvencije. Oni takođe mogu razlikovati normalne neprekidne uvjete i one uzrokovane harmoničnim strujama. Na primjer, elektronička jedinica može se postaviti na putovanje kada ukupna harmonska distorzija (thd) struje prelazi određeni prag.
Druga karakteristika naprednih MCB-a je mogućnost pružanja selektivne koordinacije. Selektivna koordinacija osigurava da je MCB najbliži izletima grešaka, ostavljajući ostatak električnog sustava. Ovo je posebno važno u sistemima sa visokim harmoničnim sadržajem, jer pomaže umanjiti prekid zastoja i sprečavanju nepotrebnog isključivanja.
Uticaj harmoničnih struja na MCB performanse i životni vijek
Harmonične struje mogu imati značajan utjecaj na performanse i život MCB-a. Kao što je spomenuto ranije, harmonične struje mogu prouzrokovati pregrijavanje u MCB-u. Ovo pregrijavanje može ubrzati starenje bimetalne trake u mehanizmu toplotne zaštite, smanjujući svoju osjetljivost s vremenom. Povećana magnetska polja uzrokovana harmoničnim strujama mogu staviti i dodatni stres na magnetne komponente MCB-a, što dovodi do prevremenog trošenja i suze.
Pored toga, ponovljena isključivanje MCB-a zbog harmoničnih struja može uzrokovati mehaničku umor. Svaki put kada MCB izleti postoji mehanički utjecaj na unutarnje komponente. S vremenom to može dovesti do otpuštanja veza, oštećenja kontakata, a na kraju, neuspjeh MCB-a.
Real - Svjetska primjena i studije slučaja
U stvarnim - svjetskim aplikacijama, pitanje harmoničnih struja je prevladava u različitim industrijama. Na primjer, u podatkovnim centrima, veliki broj servera i druge elektroničke opreme može generirati značajne harmonske struje. Naši napredni MCB-ovi uspješno su instalirani u mnogim podatkovnim centrima radi zaštite električnih krugova od učinaka harmoničnih struja.
U studiji slučaja velikog podatkovnog centra, tradicionalni MCBS doživljavali su česte isključivanje zbog visokog harmoničnog sadržaja u električnom sustavu. Nakon zamjene tradicionalnih MCB-a s našim naprednim MCB-om, broj isključivanja incidenata značajno je smanjen. To nije samo poboljšalo pouzdanost električnog sustava, već je smanjio i troškove održavanja povezanih sa MCB-om.
Važnost pravilnog veličine i izbor MCB-a za sisteme sa visokim harmoničnim sadržajem
Pravilna veličina i izbor MCB-a su ključni u sistemima sa visokim harmoničnim sadržajem. Prilikom odabira MCB-a važno je razmotriti harmonični profil opterećenja. To se može odrediti analizom kvalitete električne energije električnog sustava.
Nazivna struja MCB-a treba odabrati na osnovu očekivane ukupne struje, uključujući harmonične komponente. U nekim je slučajevima možda potrebno izjednačiti MCB da bi se računalo za dodatno grijanje uzrokovano harmoničnim strujama. Uz to, vrsta MCB-a (toplotni - magnetni ili elektronički) treba odabrati na osnovu specifičnih zahtjeva aplikacije.
Zaključak
Kao [Cloit Breaker MCB dobavljač] posvećeni smo pružanju visokog kvaliteta MCB-a koji mogu efikasno upravljati harmoničnim strujama. Naš napredni MCBS nudi poboljšanu zaštitu, bolje performanse i duži životni vijek u električnim sustavima sa visokim harmoničnim sadržajem. Da li gradiš aUnaprijed instalirana trafostanica, treba miSupresor za napon Spike, ili traže pouzdanoPrekidač MCB, Imamo rješenja za ispunjavanje vaših potreba.
Ako ste zainteresirani za učenje više o našim MCB-ovima i kako vam mogu pomoći u upravljanju harmonijskim strujama u vašem električnom sustavu, ohrabrujemo vas da nas kontaktirate za detaljnu raspravu. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pomogne u odabiru desnog MCB-a za vašu konkretnu aplikaciju i pružiti vam najbolju moguću uslugu.
Reference
- IEEE Standard 519-2014, "IEEE preporučuje prakse i zahtjevi za harmoničnom kontrolom u elektroenergetskim sistemima."
- Međunarodne standarde elektrotehničke komisije (IEC) povezane sa prekidačima i kvalitetom električne energije.
- "Kvaliteta energije u električnim sistemima" BIMAL K. Bose, CRC Press, 2001.
