مجموعه بزرگی از بخاریهای PTFE، که هر کدام توسط یک فاز-SCR با زاویهای کنترل میشوند، مانند گروهی از مولدهای نویز الکتریکی عمل میکنند. هارمونیک هایی که آنها دوباره به شبکه برق نیروگاه تزریق می کنند می تواند باعث گرم شدن بیش از حد مرموز ترانسفورماتورها، خاموش شدن مزاحم درایوهای حساس و حتی جریمه هایی از جانب برق شود. رام کردن این اعوجاج هارمونیک بخش اساسی طراحی الکتریکی است. درک چگونگی کاهشاعوجاج هارمونیک کل بانک بخاری PTFE SCRتولید سیستمها برای حفظ زیرساخت برق صنعتی پایدار، کارآمد و سازگار کلیدی است.
درک تولید هارمونیک در SCR{0}}هیترهای PTFE کنترل شده
یکسوکنندههای کنترلشده سیلیکونی (SCRs) با قطع کردن شکل موج AC، توان بانکهای بخاری PTFE را تنظیم میکنند. هنگامی که در حالت{2}}پرتاب زاویه ای فاز کار می کند، SCR در یک نقطه مشخص در هر نیم چرخه روشن می شود و یک مرحله ولتاژ ناگهانی ایجاد می کند. این سوئیچینگ ناگهانی جریان های هارمونیک-چندین فرکانس اصلی (50 هرتز یا 60 هرتز) تولید می کند. هارمونیک های 5 و 7 به خصوص مشکل ساز هستند زیرا هادی خنثی را اضافه می کنند و باعث گرمایش جریان گردابی اضافی در ترانسفورماتور می شوند.
کنترل زاویه{0}فاز اغلب برای تنظیم هموار و پیوسته توان آن انتخاب میشود. با این حال، به طور قابل توجهی هارمونیکهای بیشتری نسبت به کنترلکنندههای صفر-متقابل (اشتعال انفجاری) تولید میکند. شلیک متقاطع صفر{4}}SCR را تنها زمانی روشن می کند که شکل موج ولتاژ به طور طبیعی از صفر عبور کند و جریان تقریباً سینوسی ایجاد کند. برای بانک های بزرگ بخاری PTFE، کنترل آتش ترکیدگی ذاتا تمیزتر است و اغلب ترجیح داده می شود. با این وجود، زمانی که شلیک زاویهای فاز به دلیل محدودیتهای فرآیند اجتنابناپذیر است، کاهش هارمونیک اجباری میشود.
استراتژی های کاهش برای SCR{0}}هارمونیک های تولید شده
سه راهحل ثابت و طبقهبندی شده برای جلوگیری از اعوجاج ولتاژ از تأثیرگذاری بر تجهیزات دیگر کارخانه وجود دارد: راکتورهای خط غیرفعال، ترانسفورماتورهای فاز-و فیلترهای هارمونیک فعال.
راکتورهای خط منفعل: ساده و مقرون به صرفه-موثر
یک راکتور خط غیرفعال به سادگی یک سلف است که به صورت سری با هر کنترل کننده SCR قرار می گیرد. امپدانس راکتور با فرکانس افزایش مییابد، بنابراین جریانهای هارمونیک با فرکانس بالا را از بازگشت به منبع جلوگیری میکند. در تأسیساتی با چندین VFD و لوازم الکترونیکی حساس، چند راکتور خطی میتوانند به طور چشمگیری مشخصات هارمونیک یک بانک بخاری PTFE را تمیز کنند. آنها منفعل هستند، نیازی به قدرت کنترل خارجی ندارند و بسیار قابل اعتماد هستند. برای سطوح هارمونیک خفیف تا متوسط، این مقرون به صرفهترین روش کاهش{5}}است.
فاز-ترانسفورماتورهای جابجا شده: لغو هارمونیک توسط طراحی
برای بانک های بخاری PTFE بزرگتر، یک مجموعه بزرگ از بخاری ها را می توان به چند گروه تقسیم کرد. هر گروه از یک ترانسفورماتور ثانویه اختصاصی با تغییر فاز متفاوت تغذیه می شود (به عنوان مثال، +15 درجه، -15 درجه، یا +22.5 درجه، -22.5 درجه). جریان های هارمونیک تولید شده توسط هر گروه در زمان جابجا می شوند. هنگامی که در ترانسفورماتور چند سیم پیچ اولیه یا در نقطه اتصال مشترک دوباره ترکیب می شوند، هارمونیک های غالب (به خصوص 5 و 7) تا حدی یکدیگر را خنثی می کنند. این تکنیک به طور موثر کاهش می دهداعوجاج هارمونیک کل بانک بخاری PTFE SCRسیستم ها بدون اضافه کردن ضررهای قابل توجه کمک می کنند.
فیلترهای هارمونیک فعال: خنثی سازی الکترونیکی
در سختترین نصبها،-جایی که سایر تجهیزات حساس باید محافظت شوند، یا در جایی که انطباق با ابزارها به شدت اعمال میشود-فیلترهای هارمونیک فعال مستقر میشوند. این دستگاه ها به طور مداوم محتوای هارمونیک شکل موج جریان را کنترل می کنند و به صورت الکترونیکی جریان های مساوی-اما-متضاد را برای خنثی کردن اعوجاج تزریق می کنند. فیلترهای فعال با تغییر شرایط بار سازگار می شوند و آنها را برای بانک های بخاری PTFE که چرخه روشن و خاموش می کنند یا نقطه تنظیم توان را تغییر می دهند ایده آل می کند. آنها گران ترین راه حل هستند اما بالاترین عملکرد را ارائه می دهند و قادر به کاهش اعوجاج هارمونیک کل تا زیر 5٪ هستند.
مطابقت با IEEE 519 و الزامات Utility
IEEE 519 محدودیت های توصیه شده را برای ولتاژ و جریان هارمونیک در نقطه کوپلینگ مشترک تعیین می کند. اکنون بسیاری از شرکتهای برق این محدودیتها را به صورت قراردادی اعمال میکنند و برای عدم رعایت-مجازات اعمال میکنند. طراحی یک بانک بخاری PTFE با کاهش هارمونیک مناسب صرفاً یک حسن مهندسی نیست-بلکه یک اقدام خوب شهروندی الکتریکی نسبت به سایر تجهیزات در ساختمان و شبکه برق است. یک بانک بخاری با کاهش ضعیف می تواند اعوجاج ولتاژ اتوبوس را به اندازه ای افزایش دهد که با کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی، رایانه ها و سیستم های اندازه گیری تداخل ایجاد کند.
ملاحظات هزینه: روش کاهش در مقابل کنترل
هزینه کاهش هارمونیک باید با هزینه روش کنترل بخاری سنجیده شود. کنترلکنندههای SCR{1}}متقاطع (پاکنده) معمولاً گرانتر از کنترلکنندههای زاویه{2}}فاز هستند، اما هارمونیکهای بسیار کمتری تولید میکنند. در بسیاری از موارد، پرداخت هزینه اضافی برای کنترلرهای آتش سوزی، نیاز به فیلتر خارجی را به کلی از بین می برد. برعکس، اگر کنترل زاویه فاز قبلاً نصب شده باشد یا توسط الزامات فرآیند الزامی شده باشد، افزودن راکتورهای خطی یا ترانسفورماتور ممکن است مسیر اقتصادیتری باشد.
نتیجهگیری: راهحلهای ردیفی برای نیروگاه قابل اعتماد
پرداختن به اعوجاج هارمونیک فقط یک موضوع انطباق نیست، بلکه یک گام ضروری برای اطمینان از قابلیت اطمینان کل زیرساخت الکتریکی نیروگاه است. گزینه های کاهش برای یک بانک بخاری PTFE بزرگ از راکتورهای ساده غیرفعال تا ترانسفورماتورهای فاز-و فیلترهای هارمونیک فعال متغیر است. هرکدام مسیری-به خوبی تثبیت شده و پلکانی برای دستیابی به قدرت پاک ارائه میدهند. برق پاک به نوبه خود پایه و اساس یک فرآیند گرمایش پایدار و کارآمد است-که در آن ترانسفورماتورها خنک کار می کنند، قطع کننده ها قطع نشده و از جریمه های تاسیسات اجتناب می شود.
