Madalpinge kaitseseadmed

Kaaluge erinevaid süsteeme tööstusliku tootmise kaitsmiseks pingelanguste eest (hooratas, staatiline katkematu toiteallikas (UPS), dünaamiline pingemoonutuste kompensaator, staatiline kompensaator (STATCOM), paralleelselt ühendatud LED, võimendusmuundur, aktiivfilter ja jadavõimendi ilma trafodeta).

Pinge alandamine on tööstuses üks kallimaid nähtusi. Lihtsaim viis tundlikke protsesse kahjustuste eest kaitsta on UPS-i paigaldamine... Kuid nende ostu- ja hoolduskulude kõrgete kulude tõttu paigaldatakse UPS-id ainult suurtele konstruktsiooniobjektidele, kohtadesse, kus toiteprobleemidest tingitud kahjustused võivad tekkida. põhjustada olulist kahju, näiteks haiglates, arvutite tootmisel, finantsasutustes.

Kaitsevarustuse paigaldamise otsustamisel tuleks läbi viia teostatavusuuring, mis näitab UPSi paigaldamise otstarbekust konkreetse tootmisprotsessi jaoks.

Nüüdseks on lahendatud probleem tööstusliku tootmise erineva kiirusega elektrimootorite kaitsmisel pingelanguste eest. Kuna selliste süsteemide kaubamärke on palju, ei ole sellele probleemile optimaalset tehnilist ja majanduslikku lahendust väga lihtne leida.

Parandusseadmete tüübid

Mootori-generaatori hooratas (D-G) suudab kaitsta kriitilisi tootmishäireid kõigi pingelanguste eest elektrisüsteemis C. Pingelanguse korral aeglustab hooratas pingelangust koormuse kohal. Hooratta mootorigeneraatoriga ühendamise erinevad skeemid on sarnased joonisel 1 näidatud skeemidega.

Riis. 1. Hooratta kasutamise skeem pingelanguste kompenseerimiseks

Sõltumatu staatilise UPSi põhikomponendid on näidatud joonisel fig. 2, mille akud (kondensaatorid) salvestavad energiat vaid lühiajaliseks kaitseks pingelanguste eest. Pingelanguse korral toidetakse koormust akust DC-AC-muunduri kaudu.

Riis. 2. UPSi kasutamise skeem pingelanguste kompenseerimiseks

Pingelanguse ajal tekkivate dünaamiliste pingemoonutuste kompensaator jääb trafo 2 kaudu ühendatuks elektrivõrguga 1 ja määrab puuduva osa pingest (joon. 3). See lisab selle puuduva osa pingest läbi koormusega 7 järjestikku ühendatud autotrafo primaarmähise 4 ja sekundaarmähise 3. Sõltuvalt eesmärgist võib pingelanguse ajal koormuse 7 kaudu pingemuunduri 5 varustada energiat. võetud võrgust või täiendavast toiteallikast (peamiselt kondensaatoritest c).

Mõelge kahele erinevate tootjate modifikatsioonile. Esimene (edaspidi DKIN-1) ei sisalda toiteallikaid ja on püsivalt ühendatud. See valik on kulutõhus, et tõsta pinget kuni 50%. DKIN-seadme modifikatsioon on võimeline suurendama pinget 30%. Arvatakse, et alates sellest DKIN-seadme modifikatsioonist (30%) on soovitatav neid tootmises kasutada.

Riis. 3. DKIN-i kasutamise skeem pingelanguste kompenseerimiseks

Teine modifikatsioon (DKIN-2) sisaldab suure koormuse jaoks mõeldud toiteallikat.Kahe megavatine seade suudab tõsta 4 MW koormuse koormuspinget 50% või 8 MW koormuse koormust 23%. Erinevalt enamikust teistest seadmetest on toiteallikas võimeline vastu pidama pikaajalistele kukkumistele.

Staatiline kompensaator (STATCOM) Koormusega paralleelselt on ühendatud pingelanguse kompenseerimisseade (joonis 4). STATCOM-seade võib pingelangust vähendada, muutes ristmikul reaktiivkoormust.

Languste vähendamise võimet saab parandada täiendava toiteallika, näiteks ülijuhtiva magnetjõuallika lisamisega. Kuigi STATCOMi kompensaatorid (joonis 4) on võimelised reaktiivvõimsust Vstatistiliselt neelama ja tagastama, piirdub nende kasutamine majanduslikel põhjustel tavaliselt staatilise kompenseerimisega.

Alamrežiimis lülitub STATCOM-süsteem alalisvooluallika režiimi. Kondensaatori klemmide pinget saab hoida konstantsena.

Riis. 4. Staatiline paisumisvuuk

Paralleelühendusega sünkroonmootor (SM) sarnaneb mõnevõrra STATCOM-iga, kuid ei sisalda jõuelektroonikat (joonis 5). Sünkroonmootori võime pakkuda suurt reaktiivkoormust võimaldab sellisel süsteemil kompenseerida kuni 60% sügavuseid pingelangusi 6 sekundi jooksul. Samal ajal kaitseb väike hooratas koormust täieliku voolukatkestuse eest 100ms.

Riis. 5. LED ja hooratas paralleelselt ühendatud: 1 — toitesüsteem; 2 — trafo; 3 — lüliti

Astmemuundur See on alalis-/alalisvoolumuundur, mis tõstab alalisvoolu siini pinget (näiteks muutuva sagedusega mootor) nimitasemeni (joonis 6).

Suurim kompenseeritav pingelang sõltub võimendusmuunduri nimivoolust. Võimendusmuundur hakkab tööle kohe, kui seadme alalisvoolusiinidel tuvastatakse pingelangus. Lisaks võimalusele kompenseerida sümmeetrilisi pingelangusi kuni 50%, on võimendusmuunduril võime kompenseerida sügavaid asümmeetrilisi langusi, näiteks ühe faasi täielikku riket. Võimendusmuundurit saab täiendada patareidega, et kaitsta täieliku voolukatkestuse eest.

Aktiivne filter (joonis 7) on muundur, mis töötab nagu alaldi, kasutades dioodide asemel IGBT türistoreid.

Aktiivne filter suudab pinget pidevalt pingelanguse kaudu säilitada. Aktiivse filtri voolutugevus määrab maksimaalse pingelanguse parandusväärtuse.

Riis. 7. Aktiivne filter

Pingelanguse korral avaneb trafodeta pingekompensatsiooniahel (joonis 8) ja koormus juhitakse läbi inverteri.Inverteri alalisvoolu siini toiteallikat toetavad kaks järjestikku laetud kondensaatorit.

Riis. 8. Jada pingelanguse kompenseerimine ilma trafodeta

50% jääkpinge korral saab esitada nimipinge taseme. Selles seadmes võivad täiendavad toiteallikad (kondensaatorid) leevendada täielikku katkestust piiratud aja jooksul. Seade annab võimaluse pinget taastada ka asümmeetriliste pingelanguste korral.