Nízkonapěťová ochranná zařízení

Zvažte různé systémy na ochranu průmyslové výroby před poklesy napětí (setrvačník, statický nepřerušitelný zdroj napájení (UPS), dynamický kompenzátor zkreslení napětí, statický kompenzátor (STATCOM), paralelně zapojená LED, boost konvertor, aktivní filtr a sériový zesilovač bez transformátorů) .

Snížení napětí je jedním z nejdražších jevů v oboru. Nejjednodušší způsob, jak ochránit citlivé procesy před jakýmkoli poškozením, je instalace UPS... Vzhledem k vysokým nákladům na jejich pořízení a údržbu se však UPS instalují pouze do velkých stavebních objektů, v místech, kde může dojít k poškození způsobenému problémy s napájením. způsobit značné škody například v nemocnicích, při výrobě počítačů, ve finančních institucích.

Při rozhodování o instalaci ochranného zařízení by měla být provedena studie proveditelnosti, která ukáže proveditelnost instalace UPS pro konkrétní výrobní proces.

Problém ochrany elektromotorů s různými rychlostmi v průmyslové výrobě před poklesy napětí je nyní vyřešen. Vzhledem k široké škále značek takových systémů není příliš snadné najít optimální technické a ekonomické řešení tohoto problému.

Druhy nápravných zařízení

Setrvačník motorgenerátoru (D-G) může chránit kritické výrobní poruchy před všemi poklesy napětí v energetickém systému C. Když dojde k poklesu napětí, setrvačník zpomalí pokles napětí na zátěži. Různá schémata připojení setrvačníku k motor-generátoru jsou podobná těm, která jsou uvedena v 1.

Rýže. 1. Schéma použití setrvačníku pro kompenzaci úbytků napětí

Hlavní součásti nezávislého statického UPS jsou znázorněny na Obr. 2, jehož baterie (kondenzátory) ukládají energii pouze pro krátkodobou ochranu před poklesy napětí. Pokud dojde k poklesu napětí, zátěž je napájena z baterie přes DC-AC-konvertor.

Rýže. 2. Schéma použití UPS pro kompenzaci poklesu napětí

Kompenzátor dynamického zkreslení napětí při poklesu napětí zůstává připojen k elektrické síti 1 přes transformátor 2 a určuje chybějící část napětí (obr. 3). Tuto chybějící část napětí přidává přes primární 4 a sekundární 3 vinutí autotransformátoru zapojené do série se zátěží 7. V závislosti na účelu může být energie pro napájení zátěže 7 přes měnič napětí 5 při poklesu napětí odebrané ze sítě nebo z přídavného zdroje energie (hlavně z kondenzátorů c).

Zvažte dvě modifikace od různých výrobců. První (dále jen DKIN-1) neobsahuje napájecí zdroje a je trvale připojen. Tato možnost je cenově výhodná pro zvýšení napětí až o 50 %. Existuje úprava zařízení DKIN se schopností zvýšit napětí o 30%. Předpokládá se, že počínaje touto úpravou zařízení DKIN (30%) je vhodné je použít ve výrobě.

Rýže. 3. Schéma pro použití DKIN pro kompenzaci poklesu napětí

Druhá modifikace (DKIN-2) obsahuje zdroj určený pro velkou zátěž.Dvoumegawattové zařízení dokáže zvýšit zátěžové napětí zátěže 4 MW o 50 % nebo zátěže 8 MW o 23 %. Na rozdíl od většiny ostatních zařízení je zdroj energie schopen odolat delším pádům.

Statický kompenzátor (STATCOM) Paralelně se zátěží je zapojeno zařízení pro kompenzaci poklesu napětí (obr. 4). Zařízení STATCOM může snížit poklesy napětí změnou jalového zatížení na přechodu.

Schopnost snížit poklesy lze zlepšit přidáním dalšího zdroje energie, jako je supravodivý zdroj magnetické energie. Přestože kompenzátory STATCOM (obr. 4) jsou schopny absorbovat a vracet jalový výkon VStatisticky, jejich použití je z ekonomických důvodů obvykle omezeno na statickou kompenzaci.

V režimu snižování se systém STATCOM přepne do režimu zdroje stejnosměrného proudu. Napětí na svorkách kondenzátoru lze udržovat konstantní.

Rýže. 4. Statická dilatační spára

Paralelně zapojený synchronní motor (SM) je poněkud podobný STATCOMu, ale neobsahuje žádnou výkonovou elektroniku (obr. 5). Schopnost synchronního motoru poskytovat velkou jalovou zátěž umožňuje takovému systému kompenzovat poklesy napětí až o 60 % hluboko během 6 s. Malý setrvačník zároveň chrání zátěž před úplným výpadkem proudu po dobu 100 ms.

Rýže. 5. LED a setrvačník zapojeny paralelně: 1 — napájecí systém; 2 — transformátor; 3 — vypínač

Zvyšovací konvertor Jedná se o stejnosměrný / stejnosměrný konvertor, který zvyšuje napětí stejnosměrné sběrnice (např. motor s proměnnou frekvencí) na jmenovitou úroveň (obr. 6).

Největší pokles napětí, který lze kompenzovat, závisí na jmenovitém proudu zesilovacího měniče. Boost měnič začne pracovat, jakmile je detekován pokles napětí na stejnosměrných sběrnicích zařízení. Spolu se schopností kompenzovat symetrické poklesy napětí až o 50% má boost měnič schopnost kompenzovat hluboké asymetrické poklesy, jako je úplné selhání jedné z fází. Boost měnič lze doplnit bateriemi pro ochranu před úplným výpadkem napájení.

Aktivní filtr (obr. 7) je převodník, který funguje jako usměrňovač a místo diod používá tyristory IGBT.

Aktivní filtr může udržovat napětí nepřetržitě prostřednictvím poklesu napětí. Jmenovitý proud aktivního filtru určuje maximální hodnotu korekce poklesu napětí.

Rýže. 7. Aktivní filtr

V případě poklesu napětí se otevře beztransformátorový kompenzační obvod napětí (obr. 8) a zátěž je napájena přes střídač.Napájení DC sběrnice střídače je podporováno dvěma sériově nabíjenými kondenzátory.

Rýže. 8. Kompenzace úbytku sériového napětí bez transformátorů

Pro zbytkové napětí 50 % lze zajistit úroveň jmenovitého napětí. V tomto zařízení mohou dodatečné zdroje (kondenzátory) zmírnit úplné přerušení na omezenou dobu. Zařízení poskytuje schopnost obnovit napětí i při asymetrických poklesech napětí.