Устройства за защита от ниско напрежение

Помислете за различни системи защита на промишленото производство от спадове на напрежението (маховик, статично непрекъснато захранване (UPS), компенсатор на динамично изкривяване на напрежението, статичен компенсатор (STATCOM), паралелно свързан светодиод, усилващ преобразувател, активен филтър и сериен усилвател без трансформатори).

Намаляването на напрежението е едно от най -скъпите явления в индустрията. Най -лесният начин да защитите чувствителните процеси от всички повреди е да UPS инсталация… Въпреки това, поради високите разходи за закупуването и поддръжката им, UPS се инсталират само в големи структурни обекти, на места, където щетите, причинени от проблеми с електрозахранването, могат да причинят значителни щети, например в болници, при производството на компютри, във финансови институции .

Когато се взема решение за инсталиране на защитно оборудване, трябва да се извърши проучване за осъществимост, което да покаже възможността за инсталиране на UPS за определен производствен процес.

Проблемът със защитата на електрическите двигатели с различни скорости в промишленото производство от спадове на напрежението вече е решен. Поради голямото разнообразие от марки на такива системи, не е много лесно да се намери оптималното техническо и икономическо решение на този проблем.

Видове коригиращо оборудване

Маховик с двигател-генератор (D-G) може да защити критичните смущения в производството от всички спадове на напрежението в електроенергийната система C. Когато настъпи спад на напрежението, спадът на напрежението в товара се забавя от маховика. Различните схеми за свързване на маховика към генератора на двигателя са подобни на показаните в 1.

Ориз. 1. Схема на използване на маховик за компенсиране на спадовете на напрежението

Основните компоненти на независим статичен UPS са показани на фиг. 2, чиито батерии (кондензатори) съхраняват енергия само за защита срещу спадове на напрежението за кратко време. Ако възникне спад на напрежението, натоварването се захранва от батерията чрез DC-към-AC преобразувател.

Ориз. 2. Схема на използване на UPS за компенсиране на спадовете на напрежението

Компенсатор на динамично изкривяване на напрежението по време на спада на напрежението той остава свързан към електрическата мрежа 1 през трансформатора 2 и определя липсващата част от напрежението (фиг. 3). Той добавя тази липсваща част от напрежението през първичните 4 и вторичните 3 намотки на автотрансформатора, свързани последователно с товара 7. В зависимост от целта, енергията за подаване на товара 7 през преобразувателя на напрежение 5 по време на спада на напрежението може да бъде взети от мрежата или от допълнителен източник на енергия (главно от кондензатори c).

Помислете за две модификации от различни производители. Първият (наричан по-долу DKIN-1) не съдържа енергийни източници и е постоянно свързан. Тази опция е икономически изгодна за увеличаване на напрежението до 50%. Има модификация на устройството DKIN с възможност за повишаване на напрежението с 30%. Смята се, че като се започне с тази модификация на DKIN устройството (30%), е препоръчително да се използват в производството.

Ориз. 3. Схема за използване на DKIN за компенсиране на спадовете на напрежението

Втората модификация (DKIN-2) съдържа източник на енергия, предназначен за тежък товар.Устройството с два мегавата може да повиши напрежението на натоварване от 4 MW натоварване с 50% или 8 MW натоварване с 23%. За разлика от повечето други устройства, източникът на захранване е в състояние да издържи продължителни спадове.

Статичен компенсатор (STATCOM) Устройство за компенсиране на спадане на напрежението е свързано паралелно с товара (фиг. 4). Устройството STATCOM може да намали спадовете на напрежението чрез промяна на реактивното натоварване в свързващия възел.

Способността за намаляване на спадовете може да бъде подобрена чрез добавяне на допълнителен източник на енергия, като свръхпроводящ източник на магнитна енергия. Въпреки че компенсаторите STATCOM (фиг. 4) са способни да абсорбират и връщат реактивна мощност ВСтатистически тяхното използване обикновено е ограничено до статично обезщетение по икономически причини.

В режим на намаляване на напрежението системата STATCOM преминава в режим на източник на постоянен ток. Напрежението върху клемите на кондензатора може да се поддържа постоянно.

Ориз. 4. Статично разширително съединение

Паралелно свързан синхронен двигател (SM) донякъде прилича на STATCOM, но не съдържа силова електроника (фиг. 5). Способността на синхронния двигател да осигури голям реактивен товар позволява на такава система да компенсира спадовете на напрежението до 60% дълбоко в рамките на 6 s. В същото време малък маховик предпазва товара от пълно прекъсване на захранването за 100 мс.

Ориз. 5. Паралелно свързан светодиод и маховик: 1 — захранваща система; 2 — трансформатор; 3 — превключвател

Конвертор нагоре Това е DC / DC преобразувател, който увеличава напрежението на DC шината(например двигател с променлива честота) до номиналното ниво (фиг. 6).

Най -големият спад на напрежението, който може да бъде компенсиран, зависи от номиналния ток на усилвателния преобразувател. Повишаващият преобразувател започва да работи веднага щом бъде открито спадане на напрежението в DC шините на устройството. Заедно със способността да компенсира симетрични спадове на напрежението до 50%, усилващият преобразувател има способността да компенсира дълбоки асиметрични спадове, като пълен отказ на една от фазите. Повишаващият преобразувател може да бъде допълнен с батерии за защита срещу пълно прекъсване на захранването.

Активен филтър (ориз. 7) е преобразувател, който работи като токоизправител, използващ IGBT тиристори вместо диоди.

Активен филтър може да поддържа напрежението непрекъснато през спада на напрежението. Номиналният ток на активния филтър определя максималната стойност на корекцията на спадане на напрежението.

Ориз. 7. Активен филтър

В случай на спад на напрежението безтрансформаторна схема за компенсиране на напрежението (фиг. 8) се отваря и товарът се подава презинвертор. Захранването на шините с постоянен ток на инвертора се поддържа от два последователно заредени кондензатора.

Ориз. 8. Компенсация на пропускане на серийно напрежение без трансформатори

За остатъчно напрежение от 50%може да се осигури номиналното ниво на напрежение. В това устройство допълнителните захранвания (кондензатори) могат да смекчат пълното прекъсване за ограничен период от време. Устройството осигурява възможност за възстановяване на напрежението дори при асиметрични спадове на напрежението.