Žemos įtampos apsaugos įtaisai
Apsvarstykite skirtingas sistemas, skirtas apsaugoti pramoninę produkciją nuo įtampos kritimo (smagratis, statinis nepertraukiamo maitinimo šaltinis (UPS), dinaminis įtampos iškraipymo kompensatorius, statinis kompensatorius (STATCOM), lygiagrečiai prijungtas šviesos diodas, stiprinimo keitiklis, aktyvus filtras ir serijinis stiprintuvas be transformatorių).
Įtampos mažinimas yra vienas brangiausių reiškinių pramonėje. Paprasčiausias būdas apsaugoti jautrius procesus nuo bet kokių pažeidimų yra UPS įrengimas... Tačiau dėl didelių jų įsigijimo ir priežiūros kaštų UPS montuojami tik dideliuose konstrukcijų objektuose, tose vietose, kur gali atsirasti dėl maitinimo problemų atsiradusių pažeidimų. padaryti didelę žalą, pavyzdžiui, ligoninėse, gaminant kompiuterius, finansų įstaigose.
Nusprendus įrengti apsaugines priemones, reikėtų atlikti galimybių studiją, kuri parodytų UPS įrengimo galimybes konkrečiam gamybos procesui.
Šiuo metu išspręsta pramoninėje gamyboje skirtingų greičių elektros variklių apsaugos nuo įtampos kritimo problema. Dėl didelės tokių sistemų markių įvairovės nėra labai lengva rasti optimalų techninį ir ekonominį šios problemos sprendimą.
Korekcinės įrangos tipai
Variklio-generatoriaus smagratis (D-G) gali apsaugoti kritinius gamybos sutrikimus nuo visų maitinimo sistemos C įtampos kritimų. Nukritus įtampai, smagratis pristabdo apkrovos įtampos kritimą. Įvairios smagračio prijungimo prie variklio generatoriaus schemos yra panašios į parodytas 1.
Ryžiai. 1. Smagračio panaudojimo įtampos kritimams kompensuoti schema
Pagrindiniai nepriklausomo statinio UPS komponentai parodyti fig. 2, kurio baterijos (kondensatoriai) kaupia energiją tik tam, kad trumpam apsisaugotų nuo įtampos kritimo. Jei nukrenta įtampa, apkrova maitinama iš akumuliatoriaus per DC-AC keitiklį.
Ryžiai. 2. UPS panaudojimo įtampos kritimams kompensuoti schema
Dinaminio įtampos iškraipymo kompensatorius įtampos kritimo metu lieka prijungtas prie elektros tinklo 1 per transformatorių 2 ir nustato trūkstamą įtampos dalį (3 pav.). Ji prideda šią trūkstamą įtampos dalį per nuosekliai su apkrova 7 sujungto autotransformatoriaus pirmines 4 ir antrines 3 apvijas. Priklausomai nuo tikslo, energija, reikalinga apkrovai 7 tiekti per įtampos keitiklį 5 įtampos kritimo metu paimti iš tinklo arba iš papildomo maitinimo šaltinio (daugiausia iš kondensatorių c).
Apsvarstykite du skirtingų gamintojų modifikacijas. Pirmasis (toliau – DKIN-1) neturi maitinimo šaltinių ir yra nuolat prijungtas. Ši parinktis yra ekonomiška, norint padidinti įtampą iki 50%. Yra DKIN įrenginio modifikacija su galimybe padidinti įtampą 30%. Manoma, kad pradedant nuo šios DKIN įrenginio modifikacijos (30 proc.), patartina juos naudoti gamyboje.
Ryžiai. 3. DKIN panaudojimo įtampos kritimų kompensavimui schema
Antroje modifikacijoje (DKIN-2) yra maitinimo šaltinis, skirtas didelei apkrovai.Dviejų megavatų įtaisas gali padidinti 4 MW apkrovos apkrovos įtampą 50%, o 8 MW apkrovos – 23%. Skirtingai nuo daugelio kitų prietaisų, maitinimo šaltinis gali atlaikyti ilgalaikius kritimus.
Statinis kompensatorius (STATCOM) Lygiagrečiai su apkrova prijungtas įtampos kritimo kompensavimo įtaisas (4 pav.). STATCOM įrenginys gali sumažinti įtampos kritimą, pakeisdamas reaktyviąją apkrovą sankryžoje.
Galimybę sumažinti kritimus galima pagerinti pridedant papildomą energijos šaltinį, pvz., superlaidų magnetinį energijos šaltinį. Nors STATCOM kompensatoriai (4 pav.) geba sugerti ir grąžinti reaktyviąją galią Vstatistiškai, tačiau dėl ekonominių priežasčių jų naudojimas dažniausiai apsiriboja statiniu kompensavimu.
Mažesnio režimo režimu STATCOM sistema persijungia į nuolatinės srovės šaltinio režimą. Kondensatoriaus gnybtų įtampa gali būti pastovi.
Ryžiai. 4. Statinė kompensacinė jungtis
Lygiagrečiai sujungtas sinchroninis variklis (SM) yra šiek tiek panašus į STATCOM, tačiau jame nėra galios elektronikos (5 pav.). Sinchroninio variklio gebėjimas užtikrinti didelę reaktyviąją apkrovą leidžia tokiai sistemai kompensuoti iki 60% įtampos kritimą per 6 s. Tuo pačiu metu mažas smagratis apsaugo apkrovą nuo visiško elektros energijos tiekimo nutraukimo 100 ms.
Ryžiai. 5. Lygiagrečiai sujungti LED ir smagratis: 1 — maitinimo sistema; 2 — transformatorius; 3 — jungiklis
Pakopinis keitiklis Tai DC / DC keitiklis, padidinantis nuolatinės srovės magistralės įtampą (pavyzdžiui, kintamo dažnio variklis) iki vardinio lygio (6 pav.).
Didžiausias įtampos kritimas, kurį galima kompensuoti, priklauso nuo padidinimo keitiklio vardinės srovės. Padidinimo keitiklis pradeda veikti, kai tik aptinkamas įtampos kritimas įrenginio nuolatinės srovės magistralėse. Kartu su galimybe kompensuoti simetriškus įtampos kritimus iki 50%, stiprinimo keitiklis turi galimybę kompensuoti gilius asimetrinius kritimus, pvz., visišką vienos iš fazių gedimą. Stiprinimo keitiklis gali būti papildytas baterijomis, apsaugančiomis nuo visiško elektros energijos tiekimo sutrikimo.
Aktyvusis filtras (7 pav.) – tai keitiklis, veikiantis kaip lygintuvas, vietoj diodų naudojant IGBT tiristorius.
Aktyvus filtras gali nuolat palaikyti įtampą per įtampos kritimą. Aktyvaus filtro srovės įvertinimas nustato didžiausią įtampos kritimo korekcijos vertę.
Ryžiai. 7. Aktyvus filtras
Nukritus įtampai, atsidaro betransformatorinė įtampos kompensavimo grandinė (8 pav.) ir apkrova tiekiama per keitiklį.Inverterio nuolatinės srovės magistralės maitinimo šaltinį palaiko du nuosekliai įkraunami kondensatoriai.
Ryžiai. 8. Serijinis įtampos kritimo kompensavimas be transformatorių
Esant 50 % liekamajai įtampai, galima pateikti vardinės įtampos lygį. Šiame įrenginyje papildomi maitinimo šaltiniai (kondensatoriai) gali sumažinti visišką pertrūkį ribotam laikui. Prietaisas suteikia galimybę atkurti įtampą net esant asimetriškam įtampos kritimui.