الوسم المحفوظات: المبادئ التوجيهية

تشويه التوافقي في محركات الأقراص

التردد المتغير بالسيارة- (VFD-) التوافقيات الناتجة إلى حد كبير هو ينظر, وليس حقيقيا, قضية. في 27 سنوات من تطبيق VFDs في HVAC وغيرها من التطبيقات, وقد شهدت هذا الكاتب سوى عدد قليل من المشاكل التوافقيات الفعلي, ولكن مع كل واحدة نابعة من مستويات عالية من التشويه الجهد, لا تشويه الحالية التي تم الحصول على الكثير من الاهتمام في الآونة الأخيرة.

وكانت معظم المشاكل VFD للتدخل واجه هذا الكاتب نتيجة لسوء التركيب - ولا سيما, الفقراء الأسلاك والتأريض. في معظم الحالات, تدخل الترددات الراديوية (RFI) أو التداخل الكهرومغناطيسي (EMI), لا التوافقيات, وكان الجاني. قضايا RFI / EMI تنبع من الضوضاء في نطاق 50 كيلو هرتز والمنخفضة ميغاهرتز, وليس 300 هرتز مجموعة التوافقي السابعة الخامس أو 420 هرتز.

التاريخ

في 1981, ANSI / IEEE القياسية 519, دليل IEEE للتحكم متناسق ورد الفعل تعويضات ثابت محولات الطاقة, وقد نشرت. وتضمنت أقصى مجموع متناسق تشويه الجهد (THDفي) توصيات.

الى أبعد الحدود, تشويه الجهد يمكن أن يسبب شقة تحتل المرتبة الاولى من نظام السلطة الطول الموجي الجهد (الرقم 1), الذي يمكن أن يسبب المعالجات الإلكترونية الحساسة لتصبح مشوشة وعطل.

في 1992, ANSI / IEEE القياسية 519 نقحت. إعادة تسمية IEEE الممارسات الموصى بها ومتطلبات السيطرة متناسق في أنظمة الطاقة الكهربائية, أنه يركز الآن أكثر على مجموع تشويه التيار التوافقي (THD1) من تشويه الجهد.

THD1 يمكن من خلال نشر المحولات فائدة step-down/step-up وجعل طريقها من منشأة إلى أخرى. مثلا, قبل عدة سنوات, منتج ففد تم خلق كميات عالية من التشويه الحالية خلال عملها اختبار الحرق في. سافر تشويه الحالي من خلال المحولات المرافق في مصنع الشركة المصنعة VFD إلى تغذية فائدة في مصنع الطباعة المجاورة, إفساد دوائر المنطق في الضوابط والحالية المباشر (DC) محركات تشغيل المطبعة المطبعة وتسبب في تسجيل الطباعة الصحافة لعطل.

THD1 النتائج في حرارة إضافية في محولات التوزيع من النوع الذي تقدمه المرافق, فضلا عن كابلات الطاقة المغذية للمعدات الذي تنشأ منه. أساسيا, THD1 هو الحالية التي لديها أداة لتوليد ومصدر للمنشأة, ولكن هذا لا يجلب الإيرادات لفائدة. في حين أنه هو القضية الحقيقية للمرافق, THDI هو إلى حد كبير مشكلة ينظر من وجهة مدير منشأة للعرض.

ANSI / IEEE القياسية 519-1992 يتناول طبيعة النظام مسألة THD1 عن طريق إدخال تشويه الطلب الكلي (TDD), والتي يمكن أن تحسب على النحو التالي:

حيث:

أناهو = المجموع الحالي التوافقي مقاسا النظام

أناHC = المجموع الحالي التوافقي التي ساهمت VFDs

أناال = الطلب الحمولة القصوى الحالية (تردد عنصر أساسي) (15- أو الطلب 30 دقيقة) عند نقطة وفائدة اقتران المشتركة (PCC) كما تم قياسها في النظام

أناC = عنصر تردد الأساسية التي ساهمت vfds (شمل فقط إذا vfds هي بالإضافة إلى الأحمال الحالية)

(جميع الكميات في أمبير جذر متوسط ​​مربع.)

ANSI / IEEE القياسية 519-1992 الدول, "في غضون المنشآت الصناعية, وPCC هي النقطة بين الحمل غير الخطية والأحمال الأخرى. "وقد فسر العديد من المهندسين الاستشارات هذا يعني أن THD1 هو أن يقاس في VFD اتصالات مدخلات الطاقة (PCC2, بدلا من PCC1, في الشكل 2). هذا سوء تطبيق ANSI / IEEE القياسية 519-1992 ساهم في الإفراط في استخدام محركات MULTIPULSE في صناعة HVAC. وقد أهدر العديد من الملايين من الدولارات منشأة المعدات من خلال مواصفات وتركيب 12- ومحركات الأقراص 18 نبضة في مباني المكاتب التجارية وغيرها من البيئات التي معيارا محرك ستة نبض قد فعلت نفس الوظيفة لتكلفة أقل بدرجة كبيرة مقدما.

المؤسف أيضا هو حقيقة ANSI / IEEE القياسية 519-1992 لديها خمسة مستويات مختلفة من الحد الأقصى المقبول TDD, التي تعتمد على نسبة الحد الأقصى قصيرة الدوائر الحالية (أناSC) إلى أقصى أناال في PCC. وأناSC-ل-Iال النسب في الجدول 1 وظائف لقوة تغذية أداة لمنشأة وحجم محولات فرعية.

الوضع الراهن

العديد من المواصفات القول ببساطة, "يجب VFDs تلبية ANSI / IEEE معيار 519." مثل هذا البيان لا معنى له من دون المعلومات اللازمة لإجراء عمليات حسابية التوافقي:

  • محول كيلو فولت أمبير ومقاومة في المئة.
  • مجموع خطي متصل حمل التيار أو الكلي المتوقع خطية مرتبطة التيار.
  • عدد وأحجام VFDs.
  • فائدة أناSC متاح.

الحسابات، بل هي أكثر دقة عندما يكون مصنعي معلومات إضافية, مثل إجمالي التسهيلات الحالية, محتوى متناسق القائمة, وأحجام الأسلاك وأطوال.

وقد اتخذت بعض المهندسين لكتابة مواصفات الأجهزة على أساس متطلبات حجم حصانا. مثلا: "جميع VFDs 100 يجب حصان وتصل تكون التصاميم 18-النبض. "في 100 حصان, حملة 18 نبض بسهولة يمكن أن يكلف أربعة أضعاف محرك ستة نبض مع أي تحسن في توفير الطاقة.

أن هذا لا يعني عدم وجود التطبيقات التي ل 12- أو محرك 18 نبض غير مناسبة. أخذ, على سبيل المثال, محطة ضخ المسقوفة في حي سكني. لاحظ هذا الكاتب الوحيد الذي كان هناك ثلاثة VFDs 300 حصان, الإضاءة الفلورسنت النفقات العامة, وبرمجة وحدة تحكم المنطق الحائط (PLC). تم تغذية محطة الضخ قبل مخصص 480-V المحولات. تقريبا كان الحمل كله على المحولات غير الخطية. الحمل غير الخطية VFD يمثل حوالي 1,100 الامبير. بلغت الأحمال PLC والفلورسنت ضوء بضعة الامبير. وكان أن تطبيق مثالي ل18 نبض أو غيرها من التكنولوجيا فائقة الانخفاض VFD-التوافقي.

في مبنى المكتب التجاري, إذا تم تثبيت VFDs على كل مروحة ومضخة, أنها عادة سوف تستخدم أقل من 20 في المئة من الطلب على الطاقة الكهربائية الحمل. في جميع هذه الحالات تقريبا, محركات ستة نبض القياسية هي خيار جيد.

خلافا للاعتقاد الشائع, ANSI / IEEE القياسية 519 ليس القانون أو التنظيم الحكومي / المرافق العامة; بل هو "الممارسة الموصى بها." وهو ينص على أن الالتزام الصارم حدوده التوافقي أوصت "لن دائما منع المشاكل الناشئة من." والعكس صحيح أيضا: قد يكون للمنشأة التوافقيات التي تتجاوز الحدود القصوى الموصى بها المعيار وليس تواجه صعوبات.

TECHNOLOGIES

طريقة أبسط وأقل تكلفة من تخفيف التوافقيات المولدة VFD تضيف مقاومة في VFD. وهذا يمكن أن يتحقق مع وجود مفاعل سطر الإدخال (الرقم 3) أو مفاعل الرابط DC (خنق الحافلة) (الرقم 4). في نظام 1 في المئة-مصدر مقاومة, مفاعل خط 3 في المئة يمكن أن تقلل من محتوى التوافقي الحالي في الإدخال إلى VFD إلى حوالي 40 في المئة في الناتج كامل الحمولة.

والأكثر شيوعا المقبل النوع من التكنولوجيا للتخفيف من حدة التوافقي هو VFD 12 نبض (الرقم 5). A 12-VFD نبض يقلل من المحتويات التوافقي الحالي إلى حوالي 10 في المئة.

المشترك أيضا واسعة النطاق والمرشحات السلبي (الرقم 6). هذه الفلاتر الهجين الحد من محتوى التوافقي الحالي إلى ما يقرب من 7 في المئة.

التكنولوجيا المقبل الأكثر فعالية من حيث هو محرك الأقراص 18 نبض (الرقم 7), الذي يعرض عادة 5 في المئة تقريبا في تشويه الحالية مدخلات VFD. مقارنة مع VFD مع عدم وجود مقاومة, مجموع الحد التوافقي هو في حدود 93 في المئة.

التكنولوجيات الجديدة نسبيا هي المرشح التوافقي النشطة (الرقم 8) وVFD نهاية نشط الجبهة (الرقم 9). ويمكن للمرشح نشط واحد تحديد التوافقيات عدة VFDs أو المرفق بكامله. في غضون, محتوى THDI من VFD مع الواجهة الأمامية النشطة - يقاس عند مدخل VFD - عادة أقل من 4 في المئة, في حين أن الحد مجموع التوافقي الحالي هو المحتوى 95 في المئة.

جدول 2 يسرد تشويه الحالي المتوقع, في المئة للحد من تشويه الحالي, والتكلفة النسبية لمختلف تكنولوجيات الحد التوافقي-. وتستند التقديرات على نظام 1 في المئة-مصدر مقاومة وامدادات التيار الكهربائي متوازن تماما.

جميع الأجهزة القائمة على, تتأثر "القوة الغاشمة" أساليب خفض التوافقي سلبا الاختلالات مساهمة الجهد السلطة إلى نظام. معظم الشركات المصنعة VFD لديها برامج الكمبيوتر التي يمكن استخدامها لتقدير التشوه التوافقي من VFDs.

كلما زاد الحمل الأساسي على محطة محولات, أهون تشويه الحالي في PCC. بسبب التشوه التوافقي الحالي يسبب التدفئة المحولات إضافية, المرافق محولات فرعية غالبا كبيرة الحجم النسبي لتحميل المتوقعة من منشأة. ونتيجة لذلك, وجود الحد الأقصى لحمولة محول الصحيح (المقدرة أو قياس) أمر حيوي. وإلا, الحد الأقصى المحولات أناال يجب الافتراض.

THE السر الصغير القذر

يفترض معظم برامج التحليل التوافقي الطاقة المتاحة هو الجهد المتوازن - على سبيل المثال, 480 الخامس كل على المرحلة ألف, المرحلة ب, والمرحلة C. في العالم الحقيقي, لكن, مهما كانت مصممة تصميما جيدا نظام توزيع المبنى, التوازن المثالي هو لا يمكن الحصول عليه. أفضل واحد يمكن أن نأمله هو خلل طفيف, مثل 478:480:482 في. معظم المرافق تسمح الاختلالات السلطة الجهد تصل إلى 3 في المئة.

قبل عدة سنوات, في إحدى الجامعات الكبيرة في الغرب الأوسط, تم توجيه اللوم للVFDs المنصوص عليها في مشروع التعديل التحديثي لتوفير الطاقة للمباني تتجاوز المستويات الموصى بها في تشويه ANSI / IEEE القياسية 519. وأظهر التحليل التوافقي محتوى التوافقي الثالث كبيرة. في عالم مثالي, VFDs لا تخلق التوافقيات الثالثة, كما إلغاء التوافقيات triplen الثالث وغيرها بسبب طبيعة ثلاث مراحل من VFDs. إذا, لكن, العلاقة بين الجهد ومراحل, B, وC غير متوازن, لا يمكن أن يحدث الإلغاء تماما, وVFDs يمكن أن تخلق التوافقيات triplen. في هذه الحالة, المرحلة A كان ما يقرب من 450 في, في حين كانت المراحل B و C على مقربة من 480 في. سئل الجامعة لنقل الأحمال للحصول على المدخلات الجهد إلى حالة أكثر توازنا. مرة واحدة وقد تم ذلك, توقف VFDs يسبب مستويات مرتفعة من التشوه التوافقي.

خلال منتصف 1990s, مركز تطبيقات إلكترونيات القوى, وهي شركة تابعة لمعهد أبحاث الطاقة الكهربائية, اختبار محركات الأقراص من 17 تم العثور manufacturers.1 هناك اختلال الجهد 0.2 في المئة في العروات المدخلات من VFD مع عدم وجود مفاعل سطر الإدخال أو الاختناق DC-حافلة لتتسبب فيما يصل إلى الاختلال الحالي 17 في المئة.

مع نظام الإدخال الطاقة غير متوازن, كل التقنيات التوافقي للتخفيف من حدة الأجهزة القائمة تخضع لتأثيرات ضارة التوافقي-الإلغاء. مثلا, 12-نبض تحويل المرحلة المحولات لديها ثلاثة يؤدي الإدخال والإخراج وستة يؤدي عنصرين: متعرج مجموعة دلتا / دلتا ومجموعة لف واي دلتا (الرقم 10). يسبب هذا التكوين 30 درجة مرحلة التحول الكهربائية في السلطة تغذيتها في واحدة من محرك الأقراص جسرين الصمام الثنائي, مما تسبب في, في عالم مثالي, التوافقيات الخامس والسابع إلى أن تلغى. إذا مدخلات الطاقة غير متوازن, لكن, سوف الإلغاء لا يحدث تماما.

بعض الشركات المصنعة VFD توريد محركات 18 نبض مع مفاعل مقاومة 5 في المئة إضافية أمام المحولات السيارات. وهذا يساعد على تحقيق التوازن في القرعة الحالية إلى ثلاث مجموعات محول السيارات من اللفات ويساعد على تقليل آثار الجهد ومصدر غير متوازن يغذي.

لذا فإنه ليس من عالم مثالي - ماذا الآن?

الوسيلة الأكثر فعالية للحصول على التوافقيات فائقة الانخفاض في المدخلات VFD هو عامل تصفية نشطة أو الواجهة الأمامية النشطة. عامل تصفية نشطة تعمل مثل سماعة الرأس النشطة للحد من الضوضاء. إذا, مثلا, فإنه يكشف التوافقية الخامسة 30 أمبير في المرحلة ألف من إمدادات الطاقة, انها تضخ 30 أمبير التوافقية الخامسة 180 درجات من المرحلة مع التوافقي الذي تم إنشاؤه VFD, خلق تأثير الإلغاء. هذه التكنولوجيا هي أقل عرضة للاختلالات واردة الجهد لأنه يقيس ويضخ محتوى متناسق التصحيحية تلقائيا.

عدد قليل من المصنعين جعل تكنولوجيات فائقة الانخفاض VFD-التوافقي. وVFD فائقة الانخفاض متناسق لديه ستة معزول بوابة الترانزستور ثنائي القطب (IGBTs), بدلا من السلبي مكونات الصمام الثنائي الجسر, في القسم المحول لها (الرقم 11). هذه IGBTs سيطرة التيار التوافقي التي رسمها VFD. مع عدم وجود التيار التوافقي رسمها, لم يكن يحتاج إلى الإلغاء. التكنولوجيا فائقة الانخفاض متناسق عادة يقلل المدخلات التيارات التوافقية ل 4 في المئة أو أقل في المدخلات VFD (جدول 2).

في اختبار واحد, تسبب في اختلال التوازن الجهد 3 في المئة على المدخلات من 18 نبضة المحولات / محرك زيادة 1.5 في المئة لكل وحدة في تشويه الحالي. هكذا, إذا كان الكمبيوتر تقدير التوافقي التحليل كان 4 في المئة, سوف THDI الفعلية كانت 5.5 في المئة.

مع نظام فائقة الانخفاض متناسق أو النشطة التصفية, اختلال الجهد 3 في المئة ويزيد تشويه التوافقي الحالي بنسبة تقل عن 0.5 في المئة لكل وحدة.

الخلاصة

يجب أن يتم تنفيذ تحليل التوافقي قبل أن يتم وضع اللمسات الأخيرة على تصميم. وينبغي إجراء التحليل على PCC لتحديد تشويه الحالي عند مدخل خدمات المرافق الرئيسية لمبنى. لا ينبغي أن تستخدم مواصفات الأجهزة القائمة على أن أي يملي على محركات حصانا معينة يجب أن تكون تقنية معينة.

المرجعية

1) منصور, A., فيبس, ك., & حديد, R. (1996). البحوث التوافق النظام: خمسة حصانا PWM محركات الأقراص القابلة للتعديل السرعة. نوكسفيل, TN: مركز تطبيقات إلكترونيات القوى.

لالماضية HPAC الهندسة مقالات, زيارة www.hpac.com.

مدير تطبيقات HVAC لشركة ABB. قوة & مبيعات السيطرة, مايكل R. أولسون لديه خبرة واسعة في مجال التكييف, المياه / مياه الصرف الصحي المعالجة, والصناعات الكيميائية. وقد كتب العديد من المقالات التجارة مجلة مناقشة تطبيق محركات الأقراص القابلة للتعديل السرعة وكان محرر مساهم في العديد من الكتب حول هذا الموضوع. لديه درجة البكالوريوس في الهندسة الكهربائية من جامعة إلينوي ودرجة الماجستير في الإدارة الهندسية من كلية الهندسة ميلووكي. وهو عضو في الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة, التبريد وتكييف الهواء والمهندسين وBACnet الدولية. وقال انه يمكن الاتصال به على mike.olson @ us.abb.com.

مشاكل الجودة السلطة وحلول جديدة (ورقة ICREPQ)

الكاتب: A. ألميدا, ال. موريرا. J. رقيق

ISR - قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات جامعة كويمبرا, بولو الثاني 3030-290 كويمبرا (البرتغال) هاتف: +351 239 796 218, الفاكس: +351 239 406 672 البريد الإلكتروني: adealmeida@isr.uc.pt, licinio@isr.uc.pt, Jdelgado@elect.estv.ipv.pt.

ملخص: في هذه الورقة, الرئيسية الجودة الطاقة (PQ) يتم عرض مشاكل مع أسبابها ونتائجها المرتبطة. تتميز الآثار الاقتصادية المرتبطة PQ. أخيرا, يتم عرض بعض الحلول للتخفيف من مشاكل PQ.

الكلمات الرئيسية

سلطة جودة, مشاكل الجودة السلطة, تكاليف الجودة السلطة, حلول الطاقة الجودة.

1. مقدمة

سلطة جودة (PQ) القضايا ذات الصلة هي الأكثر إثارة للقلق في الوقت الحاضر. الاستخدام الواسع النطاق من المعدات الالكترونية, مثل معدات تكنولوجيا المعلومات, الطاقة والالكترونيات مثل محركات الأقراص سرعة قابل للتعديل (ASD), وحدات التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC), الإضاءة الموفرة للطاقة, أدى إلى تغيير كامل من الأحمال الكهربائية الطبيعة. هذه الأحمال هي في وقت واحد متسببو الرئيسية والضحايا الرئيسية للمشاكل نوعية الطاقة. وترجع الزيادة إلى غير الخطي, كل هذه الأحمال يسبب اضطرابات في الجهد الموجي.

جنبا إلى جنب مع التكنولوجيا المتقدمة, وقد تطور تنظيم الاقتصاد العالمي نحو العولمة وهوامش الربح من العديد من الأنشطة تميل إلى الانخفاض. حساسية متزايدة من أن الغالبية العظمى من العمليات (صناعي, وحتى الخدمات السكنية) لPQ مشاكل يتحول توافر الطاقة الكهربائية ذات جودة عاملا حاسما للقدرة على المنافسة في كل قطاع النشاط. المناطق الأكثر أهمية هي صناعة عملية مستمرة وخدمات تكنولوجيا المعلومات. عند حدوث اضطراب, خسائر مالية ضخمة قد يحدث, مع ما يترتب على فقدان الإنتاجية والقدرة التنافسية.

على الرغم من أن اتخذت العديد من الجهود التي تبذلها المرافق, بعض المستهلكين تتطلب مستوى PQ أعلى من المستوى التي توفرها الشبكات الكهربائية الحديثة. هذا يعني أن بعض الإجراءات يجب اتخاذها من أجل تحقيق مستويات أعلى من الجودة الطاقة.

2. أنواع مشكلات الطاقة الجودة

يتم عرض الأنواع الأكثر شيوعا من مشاكل الطاقة النوعية في الجدول الأول.

3. توصيف جودة السلطة

حتى أنظمة النقل والتوزيع الأكثر تقدما ليست قادرة على توفير الطاقة الكهربائية مع المستوى المطلوب من الموثوقية لحسن سير العمل في الأحمال في المجتمع الحديث. الحديث T&D (النقل والتوزيع) ومن المتوقع لأنظمة 99,9 إلى 99,99% توفر. هذه القيمة تعتمد بشكل كبير من مستوى التكرار الشبكة, والتي تختلف وفقا للموقع الجغرافي ومستوى الجهد (توافر أعلى على شبكة HV). في بعض المواقع البعيدة, توافر T&قد تكون أنظمة D منخفضة تصل إلى 99%. حتى مع وجود 99,99% مستوى هناك وقت انقطاع يعادل 52 دقائق في السنة.

العمليات الأكثر تطلبا في الاقتصاد الرقمي الحديث بحاجة إلى الطاقة الكهربائية مع 99.9999999% توفر (9-ضعيته الموثوقية) لتعمل بشكل صحيح.

بين 1992 و 1997, قام معهد بحوث البترول دراسة في الولايات المتحدة لتوصيف متوسط ​​مدة الاضطرابات. نتيجة لموقع نموذجي, خلال يرد نفس الفترة من العام 6 أدناه.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_0تين. 1 - توزيع نموذجي من الاضطرابات PQ بواسطة مدته لمنشأة نموذجية في 6 سنوات (1992-97) في الولايات المتحدة [2].

الجدول الأول - مشاكل جودة الطاقة الأكثر شيوعا [ 1], [4]

1. الجهد تبلد (أو تراجع) وصف: انخفاض مستوى الجهد طبيعية بين 10 و 90% من الجهد التربيعي الاسمية على التردد السلطة, لفترات من 0,5 دورة ل 1 دقيقة.الأسباب: أخطاء على شبكة النقل أو التوزيع (أكثر من مرة على مغذيات موازية). أخطاء في تركيب المستهلك. اتصال من الأحمال الثقيلة والبدء من المحركات الكبيرة.العواقب: خلل في معدات تكنولوجيا المعلومات, أنظمة التحكم وهي القائمة على المعالجات الدقيقة (أجهزة الكمبيوتر, الشركات المحدودة العامة, أي إس دي إس, الخ) التي قد تؤدي إلى توقف عملية. تنطلق من الملامسات والمرحلات الكهروميكانيكية. انقطاع وفقدان الكفاءة في الآلات الدوارة الكهربائية.

2. انقطاع قصيرة جدا

 

وصف: انقطاع التيار الكهربائي الكلي لللمدة من أجزاء قليلة من الثانية إلى واحد أو اثنين ثانية.الأسباب: نظرا لافتتاح وreclosure التلقائي للأجهزة الحماية أساسا في أن يعمد إلى قسم خلل في الشبكة. الأسباب الرئيسية هي خطأ فشل العزل, البرق وعازل ميضا عابرا.العواقب: تنطلق من أجهزة الحماية, فقدان المعلومات وعطل معدات تجهيز البيانات. توقف المعدات الحساسة, مثل أي إس دي إس, أجهزة الكمبيوتر, الشركات المحدودة العامة, لو لم تكن مستعدة للتعامل مع هذا الوضع.
3. انقطاع طويل وصف: انقطاع التيار الكهربائي الكلي لللمدة أكبر من 1 إلى 2 ثانيةالأسباب: تعطل المعدات في شبكة نظام الطاقة, العواصف والكائنات (الأشجار, السيارات, الخ) خطوط ضرب أو أعمدة, حريق, خطأ بشري, التنسيق أو فشل سيئة من أجهزة الحماية.العواقب: وقف جميع المعدات.

4. ارتفاع الجهد

 

وصف: تباين سريع جدا من قيمة الجهد لفترات من عدة ميكروثانية إلى أجزاء قليلة من الثانية. هذه الاختلافات قد تصل إلى آلاف فولت, حتى في الجهد المنخفض.الأسباب: صاعقة, التحول من خطوط أو معامل القدرة المكثفات التصحيح, انقطاع الأحمال الثقيلة.العواقب: تدمير مكونات (المكونات الإلكترونية وخاصة) ومواد العزل, أخطاء معالجة البيانات أو فقدان البيانات, التداخل الكهرومغناطيسي.

5. الجهد تنتفخ

 

وصف: زيادة لحظة من الجهد, على التردد السلطة, خارج التحمل العادية, مع مدة دورة أكثر من واحد وعادة ما تكون أقل من بضع ثوان.الأسباب: بدء / إيقاف الأحمال الثقيلة, مصادر الطاقة أبعاد سيئة, محولات تنظيم بشدة (أساسا خلال ساعات الذروة).العواقب: فقدان البيانات, الخفقان من الإضاءة وشاشات, توقف أو تلف المعدات الحساسة, إذا كانت القيم الجهد مرتفعة جدا.

6. التشوه التوافقي

 

وصف: تحمل الجهد أو التيار الطول الموجي شكل غير الجيبية. الموجي يناظر مجموع مختلفة موجات جيبية مع حجم مختلفة، والمرحلة, وجود الترددات التي هي مضاعفات تردد السلطة نظام.الأسباب: مصادر الكلاسيكية: آلات كهربائية تعمل فوق الركبة منحنى مغنطة (التشبع المغناطيسي), أفران القوس, آلات اللحام, مقومات, وDC المحركات فرشاة. المصادر الحديثة: جميع الأحمال غير الخطية, مثل المعدات والالكترونيات الطاقة بما في ذلك أي إس دي إس, تحول وضع امدادات الطاقة, معدات تجهيز البيانات, الإضاءة عالية الكفاءة.العواقب: زيادة احتمال حدوث الرنين في, الزائد محايدة في النظم 3 مراحل, ارتفاع درجة حرارة جميع الكابلات والمعدات, فقدان الكفاءة في الآلات الكهربائية, التداخل الكهرومغناطيسي مع نظم الاتصالات, أخطاء في الإجراءات عند استخدام متوسط ​​متر القراءة, تنطلق ازعاج من الحماية الحرارية.

7. تذبذب التيار الكهربائي

 

وصف: تذبذب قيمة الجهد, السعة عن طريق التضمين إشارة مع تواتر 0 إلى 30 هرتز.الأسباب: أفران القوس, بداية متكررة / توقف المحركات الكهربائية (للمصاعد المثال), الأحمال تتأرجح.العواقب: أكثر العواقب شيوعا لundervoltages. النتيجة الأكثر محسوسة هو الخفقان الإضاءة وشاشات, إعطاء الانطباع من عدم الثبات من الإدراك البصري.

8. ضجيج

 

وصف: بتركيب إشارات عالية التردد على الموجي للتردد السلطة نظام.الأسباب: التدخل الكهرومغناطيسي الذي اثارته الموجات الهرتزية مثل أفران ميكروويف, نشر التلفزيون, والإشعاع بسبب آلات اللحام, أفران القوس, والمعدات الالكترونية. قد تكون أسس غير سليمة أيضا سبب.العواقب: الاضطرابات على المعدات الإلكترونية الحساسة, عادة لا المدمرة. قد يؤدي إلى فقدان البيانات وأخطاء تجهيز البيانات.

9. الجهد عدم الاتزان

 

وصف: وهناك تباين الجهد في نظام من ثلاث مراحل فيها مقادير الجهد ثلاثة أو الاختلافات مرحلة الزاوية بينهما ليست متساوية.الأسباب: كبيرة الأحمال على مرحلة واحدة (أفران الحث, الأحمال الجر), توزيع غير صحيحة من جميع الأحمال على مرحلة واحدة من المراحل الثلاث للنظام (وهذا قد يكون أيضا بسبب عطل).العواقب: نظم غير متوازن يعني وجود تسلسل السلبية التي تضر جميع الأحمال المرحلة الثالثة. الأحمال الأكثر تضررا هي آلات الحث على ثلاث مراحل.

كما يمكن أن ينظر إليه في الشكل. 1., الغالبية العظمى من الاضطرابات المسجلة (حول 87%) استمرت أقل من 1 والثانية فقط 12 لديك مدة أكبر من 1 دقيقة. فمن الواضح أن ليس كل هذه الاضطرابات تسبب المعدات المعطوبة, ولكن العديد من أنواع المعدات الحساسة قد تتأثر.

وأجريت دراسة أخرى من معهد بحوث البترول, بين 1993 و 1999, من أجل تميز PQ على الجهد المنخفض (LV) شبكات التوزيع. اختتمت هذه الدراسة أن 92% الاضطرابات في PQ كان يتدلى الجهد مع قطرات السعة تصل إلى 50% ومدة أدناه 2 ثانية. تين. 2 يبين توزيع نموذجية من تحت يتدلى 0.5 ثانية، وانقطاع الصغرى.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_1تين. 2 - توزيع الترهل والصغرى انقطاع في شبكات LV في الولايات المتحدة [3].

الوضع في البلدان المتقدمة في أوروبا هي مشابهة جدا لتلك التي لوحظت في الولايات المتحدة. تين. 3 يظهر توصيف PQ في منطقة صناعية في وسط البرتغال عن طريق رصد إمدادات في الفترة فبراير 2002 يناير 2003.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_2تين. 3 - توصيف الكهربائية اضطرابات إمدادات الطاقة في منشأة صناعية في البرتغال.

4. تكاليف الجودة مشكلات الطاقة

تكاليف مشاكل PQ تعتمد اعتمادا كبيرا لعدة عوامل, أساسا المنطقة التجارية النشاط. عوامل أخرى, مثل حساسية المعدات المستخدمة
في المنشآت وظروف السوق, من بين أمور أخرى, تؤثر أيضا على تكاليف مشاكل PQ.

A. تكاليف الجودة قوة التقييم

التكاليف ذات الصلة إلى اضطراب PQ يمكن تقسيم في:

  1. التكاليف المباشرة. التكاليف التي يمكن أن تعزى مباشرة إلى اضطراب. وتشمل هذه التكاليف الضرر في المعدات, فقدان الإنتاج, فقدان المواد الخام, تكاليف المرتبات خلال الفترة غير المنتجة وتكاليف إعادة التشغيل. أحيانا, خلال الفترة غير المنتجة وتحقيق بعض الوفورات, مثل توفير الطاقة, التي يجب أن تطرح في تكاليف. بعض الاضطرابات لا تعني توقف الإنتاج, ولكن قد يكون التكاليف الأخرى المرتبطة, مثل الحد من كفاءة المعدات وخفض المعدات مدى الحياة.
  2. التكاليف غير المباشرة. هذه التكاليف من الصعب جدا تقييم. بسبب بعض الاضطرابات وفترات غير منتجة, شركة واحدة قد لا تكون قادرة على انجاز بعض المواعيد النهائية لتسليم أوامر في المستقبل وفضفاضة. ويمكن اعتبار الاستثمارات لمنع حدوث مشاكل جودة الطاقة والتكاليف غير المباشرة.
  3. إزعاج غير المادي. بعض المضايقات بسبب اضطراب السلطة لا يمكن التعبير عنها في المال, مثل عدم الاستماع إلى الراديو أو مشاهدة التلفزيون. الطريقة الوحيدة لحساب هذه المضايقات هو وضع مبلغ من المال أن المستهلك على استعداد لدفعه لتجنب هذا الإزعاج [4], [5].
B. تقديرات لتكاليف الجودة الطاقة

تم إجراء العديد من الدراسات لتقييم التكاليف من المشاكل PQ للمستهلكين. تقييم قيمة دقيقة يكاد يكون من المستحيل; بحيث تستند جميع هذه الدراسات على تقديرات. يتم عرض بعض هذه الدراسات أدناه.

  1. بيزنس ويك (1991). وقدرت تكاليف PQ على 26,000 مليون دولار سنويا في الولايات المتحدة.
  2. معهد بحوث البترول (1994). وأشار هذه الدراسة 400,000 مليون دولار سنويا لتغطية تكاليف PQ في الولايات المتحدة.
  3. وزارة الطاقة الأميركية (1995). وقدرت تكاليف PQ على 150,000 مليون دولار سنويا للولايات المتحدة.
  4. مجلة فورتشن (1998). وذكر أن تكاليف PQ كانت حول 10,000 مليون دولار سنويا في الولايات المتحدة الأمريكية.
  5. E المصدر (2001). دراسة تضم الصناعات عملية مستمرة, الخدمات المالية والصناعات الغذائية في الولايات المتحدة, قدر متوسط ​​التكاليف السنوية لمشاكل PQ على 60,000 إلى 80,000 USD لكل منشأة.
  6. تكاليف PQ في الاتحاد الأوروبي (2001). تكاليف PQ الشاملة في الصناعة والتجارة, في الاتحاد الأوروبي, وتقدر في 10,000 مليون يورو سنويا [6].

تقديرات دراسات مختلفة تختلف كثيرا, ولكن كل وأشر إلى عامل مشترك: تكاليف PQ هائلة.

C. تكاليف لحظة انقطاع

انقطاع هي المشكلة PQ مع الأثر الأكثر إدراكه وفهمه على مرافق. يلخص الجدول الثاني تكاليف نموذجية من لحظة انقطاع (1 دقيقة) لأنواع مختلفة من المستهلكين. التكاليف المقدمة هي من دون استثمارات كبيرة في تكنولوجيات لتحقيق قدرات ركوب من خلال لمواجهة انقطاع. وتستند هذه القيم على الخدمات ونشر مفاهيم Electrotek الخبرات مع الدراسات الفردية [5].

الجدول الثاني - تكاليف نموذجية من لحظة انقطاع (1 دقيقة, في الطلب $ / كيلوواط, لأنواع مختلفة من المنشآت الصناعية والخدمات.

تكلفة انقطاع لحظي ($/الطلب كيلوواط)
أقصى الحد الأدنى
صناعي
صناعة السيارات 5.0 7.5
المطاط والبلاستيك 3.0 4.5
نسيج 2.0 4.0
ورقة 1.5 2.5
طبع (الصحف) 1.0 2.0
البتروكيماويات 3.0 5.0
تصنيع المعادن 2.0 4.0
زجاج 4.0 6.0
تعدين 2.0 4.0
تجهيز الأغذية 3.0 5.0
الأدوية 5.0 50.0
إلكترونيات 8.0 12.0
تصنيع أشباه الموصلات 20.0 60.0
الخدمات
اتصالات, معالجة المعلومات 1.0 10.0
المستشفيات, البنوك, الخدمة المدنية 2.0 3.0
المطاعم, القضبان, الفنادق 0.5 1.0
المحلات التجارية 0.1 0.5

كما يمكن أن ينظر إليه, هو الأكثر تضررا في القطاع الصناعي بسبب انقطاع, خاصة صناعة عملية مستمرة. في قطاع الخدمات, الاتصالات ومعالجة المعلومات هي المنطقة الأكثر تضررا الأعمال.

تكاليف الانقطاعات هي أيضا وظيفة مدته. تين. 4 يصور تكاليف انقطاع ضد مدته.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_3تين. 4 - تكاليف انقطاع وظيفة مدته [5].

5. حلول لمشاكل PQ

التخفيف من مشاكل PQ قد تجري على مختلف المستويات: انتقال, توزيع ومعدات الاستخدام النهائي. كما رأينا في الشكل. 5, ويمكن اتخاذ العديد من التدابير على هذه المستويات.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_4تين. 5 - حلول للطاقة الرقمية [7]

6. شبكة كفاية

العديد من المشاكل PQ يكون الأصل في نقل أو توزيع الشبكة. هكذا, ونقل وتوزيع الشبكة السليم, مع التخطيط والصيانة الكافية, أمر ضروري للحد من وقوع مشاكل PQ.

7. الموارد الموزعة - نظم تخزين الطاقة

الفائدة في استخدام موارد الطاقة الموزعة (THE) وزادت بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية بسبب قدرتها على توفير زيادة الموثوقية. وتشمل هذه الموارد أنظمة توليد توزيع وتخزين الطاقة.

نظم تخزين الطاقة, المعروف أيضا باسم استعادة تكنولوجيات, وتستخدم لتزويد الأحمال الكهربائية مع القدرة على ركوب من خلال ذلك إلى ضعف البيئة PQ.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_5تين. 6 - تقنيات استعادة مبدأ [1].

والتطورات التكنولوجية الحديثة في مجال الالكترونيات الطاقة وتقنيات التخزين استعادة تكنولوجيات تحويل أحد الحلول الممتازة لتخفيف المشاكل PQ.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_6تين. 7 - مبدأ العمل لنظام تخزين الطاقة.

أول تقنية تخزين الطاقة المستخدمة في مجال PQ, بعد الأكثر استخداما اليوم, هو البطارية الكهروكيميائية. على الرغم من أن التكنولوجيات الجديدة, مثل الحذافات, المكثفات الفائقة وتخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل (المشروعات الصغيرة والمتوسطة) تقديم العديد من المزايا, البطاريات الكهروكيميائية يزال يحكم نظرا لانخفاض أسعارها والتكنولوجيا ناضجة.

A. الحذافات

A حذافة هو جهاز الكهروميكانيكية أن الأزواج آلة كهربائية الدورية (محرك / مولد) مع كتلة الدورية لتخزين الطاقة لفترات قصيرة. المحرك / مولد يستمد القوة التي توفرها الشبكة للحفاظ على الدوار الغزل حذافة. خلال اضطراب السلطة, يتم تحويل الطاقة الحركية المخزنة في الدوار إلى العاصمة الطاقة الكهربائية بواسطة المولدات, ويتم تسليم الطاقة على تردد ثابت والجهد من خلال العاكس ونظام التحكم. تين. 8 يصور مخطط دولاب الموازنة, حيث يتم شرح أهم مزايا هذا النظام.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_7تين. 8 - حذافة [HTTP://www.beaconpower.com]

وعادة ما يتم بناؤه الدوارات دولاب الموازنة التقليدية من الفولاذ وتقتصر على معدل دوران بضعة آلاف من الثورات في الدقيقة الواحدة (RPM). يمكن الحذافات المتقدمة التي شيدت من مواد الألياف الكربونية ومحامل مغناطيسية تدور في فراغ بسرعات تصل إلى 40,000 إلى 60,000 RPM. الطاقة المخزونة يتناسب مع لحظة الجمود ومع مربع سرعة دوران. يمكن الحذافات سرعة عالية تخزين الطاقة أكثر بكثير من الحذافات التقليدية.

يوفر حذافة السلطة خلال الفترة ما بين فقدان أداة توفير الطاقة وإما عودة السلطة أداة أو بداية لنظام الطاقة الاحتياطية (أي, مولدات الديزل). تقدم عادة الحذافات 1-100 ثانية من ركوب عبر الزمن, مولدات احتياطية وقادرون على الحصول على الانترنت في غضون 5-20 ثانية.

B. المكثفات الفائقة

المكثفات الفائقة (المعروف أيضا باسم ultracapacitors و) هي مصادر الطاقة DC ويجب ربطه إلى الشبكة الكهربائية مع مكيف السلطة ثابت, توفير انتاج الطاقة على التردد الشبكة. يوفر الطاقة أثناء supercapacitor ان انقطاع مدة قصيرة أو يتدلى الجهد.

المكثفات الفائقة متوسطة الحجم (1 MJoule) تتوفر تجاريا لتنفيذ ركوب القدرة من خلال الأجهزة الإلكترونية الصغيرة في, ولكن لا تزال كبيرة المكثفات الفائقة في التنمية, ولكن قد تصبح قريبا مكونا صالحا مجال تخزين الطاقة.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_8تين. 9 - كهربائية طبقة مزدوجة supercapacitor ان [HTTP://www.esmacap.com]

السعة كبيرة جدا لأن المسافة بين لوحات صغيرة جدا (عدة انغستروم), ولأن مساحة سطح موصل (على سبيل المثال من الكربون المنشط) الروافد 1500-2000 م2/ز (16000-21500 قدم2/ز). هكذا, الطاقة المخزونة من قبل هذه المكثفات قد يصل إلى 50-60 J / ز [8].

C. المشروعات الصغيرة والمتوسطة

يتم إنشاء المجال المغناطيسي من خلال تعميم العاصمة الحالية في لفائف من الأسلاك فائقة التوصيل مغلقة. يمكن فتح مسار لفائف تعميم الحالية مع تبديل الحالة الصلبة, وهو منظم على نحو متقطع. ويرجع ذلك إلى الحث عالية من لفائف, عند التبديل هو خارج (فتح), لفائف مغناطيسية يتصرف على انه مصدر في الوقت الراهن وسوف يجبر الحالية في تحويل الطاقة التي سوف تفرض على بعض مستوى الجهد. التشكيل السليم للتبديل الحالة الصلبة يمكن أن تعقد الجهد داخل نطاق التشغيل السليم للالعاكس, الذي يحول الجهد العاصمة إلى تيار متردد.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_9تين. 10 - نظام المشروعات الصغيرة والمتوسطة [9].

المشروعات الصغيرة والمتوسطة عن طريق تبريد درجة حرارة منخفضة الهيليوم السائل متاح تجاريا. المشروعات الصغيرة والمتوسطة وارتفاع درجة الحرارة تبريده بواسطة النيتروجين السائل لا يزال في مرحلة التطوير ويمكن أن تصبح مصدرا تخزين الطاقة التجارية قابلة للحياة في المستقبل نظرا إلى تكاليف يحتمل السفلي منه.

نظم المؤسسات الصغيرة والمتوسطة والكبيرة تستخدم عادة لفترات قصيرة, مثل أحداث التحول فائدة.

D. المقارنة بين نظم التخزين

تين. 11 يبين مقارنة بين تكنولوجيا التخزين المختلفة من حيث القوة والطاقة محددة معينة.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_10تين. 11 - السلطة محددة مقابل نطاقات الطاقة محددة لتقنيات التخزين [9].

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_11تين. 12 - تكاليف محددة من أجهزة تخزين الطاقة [10].

دولاب الموازنة سرعة عالية في حوالي نطاق نفس تكلفة الشركات الصغيرة والمتوسطة والمكثفات الفائقة وحوالي 5 مرات أكثر تكلفة من انخفاض سرعة دولاب الموازنة نظرا لتصميم أكثر تعقيدا وتصنيف القوة محدودة. البطارية الكهروكيميائية لديه درجة عالية من النضج وتصميم بسيط. أدناه وقت تخزين 25 ثواني دولاب الموازنة سرعة منخفضة يمكن أن يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة البطارية.

8. الجيل الموزعة - الموارد الموزعة

الجيل توزيعها (DG) الوحدات يمكن استخدامها لتوفير الطاقة النظيفة لالأحمال الحرجة, عزلهم من الاضطرابات مع الأصل في الشبكة. ويمكن أيضا أن تستخدم وحدات المديرية العامة إلى مولدات احتياطية لتأمين إمدادات الطاقة إلى الأحمال الحرجة أثناء انقطاع التيار المستمر. بالإضافة إلى وحدات DG يمكن استخدامها لإدارة الأحمال مقصود لتخفيض ذروة الطلب.

في الوقت الحالي, المحرك الترددية هي التكنولوجيا السائدة في السوق DG, ولكن مع التطورات التقنية, التقنيات الأخرى أصبحت أكثر جاذبية, مثل التوربينات الصغيرة أو خلايا الوقود (الجدول الثالث).

الجدول الثالث - تطور تكنولوجيات DG.

محركات الترددية التوربينات الصغيرة خلايا الوقود
توقيت • الجارية • الناشئة الآن • من ال 200
سوق • الاستعداد / العودة إلى استغلال • الذروة الحلاقة وPQ • رئيس السلطة وPQ
علم الاقتصاد • 300 ل 600 $/كيلوواط • 33-45% • كفاءة <5% استخدام • 15-30 سنت / كيلوواط ساعة • 750 $/كيلوواط • 20-30% • ~ 20٪ كفاءة استخدام • 10-15 سنت / كيلوواط ساعة • 1000* ل 4000 $/كيلوواط • 45-60% • كفاءة >80% استخدام • 5* سنت / كيلوواط ساعة * تنبأ

إذا حدات DG هي لاستخدامها الجيل احتياطية, يجب استخدام وحدة التخزين لتوفير الطاقة إلى الأحمال خلال الفترة بين أصل الاضطرابات وبدء مولد الطوارئ.

الحل الأكثر شيوعا هو مزيج من البطاريات UPS الكهروكيميائية والمولد الديزل. في الوقت الحالي, إدماج دولاب الموازنة والمولد الديزل في وحدة واحدة أصبحت شعبية أيضا حلا, التي تقدمها العديد من الشركات المصنعة.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_12تين. 13 - مخطط نظام الطاقة المستمرة, باستخدام دولاب الموازنة والمولد الديزل [www.geindustrialsystems.com].

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_13تين. 14 - دينامية UPS, بواسطة هايتك قوى حماية, BV. [HTTP://www.hitec-ups.com].

9. واجهة الأجهزة المعززة

إلى جانب أنظمة تخزين الطاقة وDG, ويمكن استخدام بعض الأجهزة الأخرى لحل المشاكل PQ.

باستخدام الأجهزة واجهة السليم, يمكن للمرء أن عزل الأحمال من الاضطرابات الناجمة عن الشبكة.

A. ديناميكية الجهد مرمم

A المرمم الجهد الديناميكي (DVR) أعمال مثل مصدر التيار الكهربائي في سلسلة متصلة مع الحمل. مبدأ العمل من مسجلات الفيديو الرقمية الأكثر شيوعا يشبه الشكل. 7. يتم الاحتفاظ الجهد الناتج من DVR الجهد المستمر تقريبا في محطات التحميل باستخدام خطوة متابعة المحولات و / أو الطاقة المخزنة لحقن الطاقة النشطة والمتفاعلة في الحوض الصغير إمدادات إخراج تحويل الجهد.

B. عابر المكثفات الجهد عرام (TVSS)

وتستخدم المكثفات عابر زيادة الجهد واجهة بين مصدر الطاقة والأحمال الحساسة, بحيث يتم فرضت الجهد عابرة من TVSS قبل أن تصل إلى الحمل. TVSSs عادة ما تحتوي على عنصر مع المقاومة غير الخطية (أكسيد مكثف المعدن أو الصمام الثنائي زينر) التي تحد من الإفراط في خط الجهد وإجراء أي الطاقة الزائدة الدافع إلى الأرض.

C. محولات الجهد المستمر

محولات الجهد المستمر (CVT) وكانت واحدة من الحلول PQ الأولى تستخدم لتخفيف آثار يتدلى الجهد والعابرين. للحفاظ على الجهد المستمر, أنها تستخدم اثنين من المبادئ التي يتم تجنبها عادة: الرنين والتشبع الأساسية.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_14تين. 15 - محول الجهد المستمر.

عند حدوث الرنين, الحالية سوف تزيد إلى نقطة الذي يسبب تشبع جوهر المغناطيسي للمحول. إذا المشبعة جوهر المغناطيسي, ثم الفيض المغناطيسي سيبقى ثابتا تقريبا وسوف المحولات إنتاج انتاج التيار الكهربائي المستمر تقريبا.

إذا لم تستخدم بشكل صحيح, سوف CVT تنشأ مشاكل أكثر من تلك التي PQ تخفيفها. ويمكن ان تنتج العابرين, التوافقيات (قص موجة الجهد على الجزء العلوي والجانبين) وأنه غير فعال (حول 80% في حمولة كاملة). تطبيقه أصبحت شائعة بسبب التقدم التكنولوجي في مجالات أخرى.

D. الضوضاء مرشحات

وتستخدم المرشحات لتجنب الضوضاء إشارات التردد الحالي أو الجهد غير المرغوب فيها (ضجيج) من الوصول إلى المعدات الحساسة. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام مزيج من المكثفات والحث الذي يخلق مسار مقاومة منخفضة إلى تواتر الأساسية ومقاومة عالية للترددات أعلى, وهذا هو, مرشح تمرير منخفض. أنها ينبغي أن تستخدم عندما الضوضاء مع الترددات في نطاق كيلو هرتز هو كبير.

هذا. محولات العزل

تستخدم محولات العزل لعزل الأحمال الحساسة من العابرين والضوضاء الناجمة عن التيار الكهربائي. في بعض الحالات (اتصال دلتا واي) محولات العزل إبقاء التيارات التوافقية الناتجة عن الأحمال من الحصول على المنبع المحول.

خصوصية المحولات العزلة هو الدرع على الارض واحباط غير مغنطيسية تقع بين الابتدائي والثانوي. أي ضجيج أو عابرة التي تأتي من مصدر في إرسالها من خلال السعة بين الابتدائي والدرع وعلى الارض ولا يصل الحمل.

تين. 16 - عزل المحولات.

F. الموازن VAR ثابت

المعوضات VAR ثابت (SVR) استخدام مزيج من المكثفات والمفاعلات لتنظيم الجهد بسرعة. مفاتيح الحالة الصلبة السيطرة على الإدراج من المكثفات والمفاعلات في حجم الحق في منع الجهد من تذبذب. التطبيق الرئيسي من SVR هو تنظيم الجهد في الجهد العالي والقضاء على وميض الناجمة عن الأحمال الكبيرة (مثل أفران الحث).

G. مرشحات التوافقي

وتستخدم المرشحات التوافقي للحد من التوافقيات غير مرغوب فيه. ويمكن تقسيمها إلى مجموعتين: مرشحات السلبي والمرشحات النشطة.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_16تين. 17 - مرشحات متناسق [11].

مرشحات السلبي (تين. 17 اليسار) تتكون في مسار مقاومة منخفضة للترددات التوافقيات لتكون مخففة باستخدام مكونات السلبي (لفائف, المكثفات والمقاومات). العديد من المرشحات السلبي متصلة على التوازي قد يكون من الضروري القضاء على العديد من المكونات التوافقي. إذا يختلف النظام (تغيير مكونات التوافقي), قد تصبح مرشحات السلبي صدى غير فعالة وسبب.

يشتغل (تين. 17 حق) تحليل الحالية التي يستهلكها الحمل، وخلق تيار إلغاء التوافقية الحالية الناتجة عن الأحمال. كان يشتغل مكلفة في الماضي, لكنها أصبحت الآن تكلفة تعويضية فعالة لالتوافقيات غير معروفة أو المتغيرة.

10. تطوير القوانين والمعايير

وقد اتخذت بعض التدابير لتنظيم الحد الأدنى للمستوى PQ أن المرافق يجب أن توفر للمستهلكين ومستوى الحصانة يجب أن يكون أن المعدات تعمل بشكل صحيح عند انقطاع التيار الكهربائي الموردة ضمن المعايير.

واتخذت خطوة رئيسية في هذا الاتجاه مع منحنى CBEMA (تين 18), التي أنشأتها جمعية الشركة المصنعة للمعدات الحاسب وإدارة الأعمال و. يحدد هذا المعيار قدرة الصمود الحد الأدنى من أجهزة الحاسوب ليتدلى الجهد, انقطاع الدقيقة ومدى الجهد.

مشاكل جودة الطاقة والحلول الجديدة_img_17تين. 18 - منحنى CBEMA.

 

تين. 19 - منحنى ITIC

هذا المنحنى, على الرغم من استبداله مؤخرا من قبل ITIC (مجلس صناعة تكنولوجيا المعلومات) منحنى (تين. 19), لا يزال مرجعا في مجال PQ. عند الجهد هو في حدود يحددها المنطقة المظللة, المعدات يجب أن تعمل بشكل طبيعي. عندما يتكون الجهد على منطقة دون منطقة مسموح, المعدات قد عطل أو توقف. عندما يتكون الجهد في منطقة محظورة العليا, إلى جانب المعدات عطل, قد تحدث ضرر على المعدات.

منظمات التقييس الأخرى (IEC, CENELEC, IEEE, الخ) وقد وضعت مجموعة من المعايير مع نفس الأغراض. في أوروبا, أكثر المعايير ذات الصلة في PQ هي EN 50160 (بواسطة CENELEC) وIEC 61000.

الجدول الرابع – المعلمات أهم يحددها نورم الأوروبية 50160:2001.

حدود
تردد يجب أن تبقى بين 49.5 (-1%) و 50.5 (+1%) هرتز.
الجهد يجب أن يكون الجهد بين 90% و 110% من الجهد الاسمي.
الجهد عدم الاتزان تسلسل سلبية لا يمكن أن تتحمل درجات أعلى من 2% التسلسل المباشر.
الجهد التوافقي THD < 8 % V3 < 5.0% V5 < 6.0% V7 < 5.0%

11. جعل أجهزة الاستخدام النهائي أقل حساسية

تصميم المعدات لتكون أقل حساسية للاضطرابات هو عادة المقياس الأكثر فعالية من حيث التكلفة لمنع المشاكل PQ. بعض الشركات المصنعة للمعدات الاستخدام النهائي الآن في إدراك هذه المشكلة, ولكن سوق تنافسية يعني أن المصنعين يجب خفض التكاليف وتستجيب فقط لمتطلبات العملاء. الاستثناء هو سوق ASD, حيث يتم الترويج للمنتجات المصنعة بنشاط مع تعزيز القدرات من خلال ركوب.

مضيفا مكثف بسعة أكبر لإمدادات الطاقة, باستخدام كابلات مع الموصلات محايدة أكبر, derating المحولات وتعديل التبديلات انخفاض الجهد, هي التدابير التي يمكن اتخاذها من قبل الشركات المصنعة للحد من حساسية من المعدات لPQ المشاكل.

12. الاستنتاجات

توفر الطاقة الكهربائية ذات جودة عالية هو أمر حاسم لتسيير المجتمع الحديث. إذا راضون بعض القطاعات مع نوعية الطاقة التي توفرها المرافق, البعض الآخر أكثر تطلبا.

لتجنب خسائر ضخمة تتعلق بمشاكل PQ, يجب على المستهلكين الأكثر تطلبا اتخاذ إجراءات لمنع المشاكل. بين مختلف التدابير, اختيار المعدات أقل حساسية يمكن أن تلعب دورا هاما. عندما يتأثر حتى المعدات أقوى, ثم لا بد من اتخاذ تدابير أخرى, مثل تركيب استعادة تكنولوجيات, الجيل توزيعها أو واجهة الجهاز لمنع المشاكل PQ.

المراجع

[1] J. رقيق, "إدارة الجودة الشاملة التطبيقية لتوريد قطاع الطاقة الكهربائية", قدم أطروحة لاستيفاء المتطلبات للحصول على درجة الدكتوراه. في الهندسة الكهربائية, كويمبرا, سبتمبر 2002.

[2] “مشكلة اثنين ثانية”, موصل جيد للكهرباء الأمريكية وبحوث معهد بحوث البترول, مسيرة 1998.

[3] معهد بحوث البترول توصيل الطاقة المجموعة, "مستقبل الطاقة في التسليم 21شارع القرن ", 1999.

[4] M. كرة, "فهم مشاكل جودة الطاقة - الجهد يتدلى وانقطاع", IEEE سلسلة الصحافة في هندسة الطاقة - جون وايلي وأولاده, بيسكاتواي, الولايات المتحدة الأمريكية (2000).

[5] M. McGranaghan, "تكاليف انقطاع", في مداولات جودة الطاقة 2002 مؤتمر, روزمونت, إلينوي, ص 1-8, تشرين الأول 2002..

[6] D. البحية, "تكاليف الطاقة ضعيف الجودة", دليل تطبيق الجودة القوة - جمعية تنمية النحاس, مسيرة 2001.

[7] معهد بحوث البترول, "إنشاء البنية التحتية للكهرباء من أجل مجتمع رقمي", مؤتمر UIE-2000, لشبونة, 13, نوفمبر 2000.

[8] HTTP://www.esma-cap.com

[9] P. غدير, B. جونسون, M. غراب, A. Arsoy, و. ليو, "نظم تخزين الطاقة للتطبيقات الطاقة المتقدمة", وقائع IEEE, طيران 89, لا. 12, ديسمبر 2001.

[10] H. Darrelmann, "مقارنة بين نظم التخزين البديلة وقت قصير", نهب, المحدودة, أوسترود, ألمانيا.

[11] P. Ferracci, "جودة السلطة", كاييه تقنية شنايدر إلكتريك لا. 199, سبتمبر 2000.

مصدر: www.icrepq.com/pdfs/PL4.ALMEIDA.pdf

المبادئ التوجيهية لإنتاج الطاقة دراسات حالة نوعية لشبكة الإنترنت

وهنا بعض المبادئ التوجيهية لإنتاج الطاقة مفيدة للدراسات حالة نوعية من شأنها أن تساعد لبيع مهاراتك أو الحلول المخففة. ينبغي تغطية هذه المقاطع:

  • مقدمة – بيان المشكلة والعواقب
  • تحليل – ما هي الخطوات التي اتخذت لتحليل المشكلة
  • حل – ما الحل قد تم اختياره للتخفيف من مشكلة
  • اختتام – إظهار مدى فعالية هو الحل مواصلة القراءة