Велика група ПТФЕ грејача, од којих сваки контролише фазни{0}}угаони СЦР, делује као хор генератора електричне буке. Хармоници које убризгавају назад у електричну мрежу електране могу изазвати мистериозно прегревање трансформатора, непријатно окидање осетљивих погона, па чак и казне од стране предузећа. Укроћење ове хармонијске дисторзије је суштински део електричног дизајна. Разумевање како ублажититотална хармонијска дисторзија СЦР ПТФЕ грејачпроизводња система је кључна за одржавање стабилне, ефикасне и усаглашене индустријске енергетске инфраструктуре.
Разумевање генерисања хармоника у СЦР-контролисаним ПТФЕ грејачима
Силицијум{0}}контролисани исправљачи (СЦР) регулишу снагу ПТФЕ грејача тако што сецкају таласни облик наизменичне струје. Када ради у режиму рада са фазним-углом, СЦР се укључује у одређеној тачки у оквиру сваког полу{3}}циклуса, стварајући изненадни корак напона. Ово нагло пребацивање генерише хармонијске струје-вишеструке основне фреквенције (50 Хз или 60 Хз). 5. и 7. хармоници су посебно проблематични јер додају неутрални проводник и изазивају додатно загревање вртложних струја у трансформаторима.
Контрола фазног{0}}угла се често бира због глатког, континуираног подешавања снаге. Међутим, он производи знатно више хармоника од контролера са нултим укрштеним (рафалном паљбом). Нулто{4}}укрштање укључује СЦР само када таласни облик напона природно пређе нулу, што даје скоро синусоидну струју. За велике групе грејача од ПТФЕ, контрола рафалне ватре је сама по себи чистија и често се преферира. Ипак, када је фазни{7}}фазни угао неизбежан због ограничења процеса, хармонијско ублажавање постаје обавезно.
Стратегије ублажавања за СЦР{0}}генерисане хармонике
Постоје три успостављена, вишеслојна решења за спречавање изобличења напона да утиче на другу опрему постројења: пасивни линијски пригушници, фазни{0}}померени трансформатори и активни филтери хармоника.
Пасивни линијски пригушници: једноставно и исплативо{0}}
Пасивни линијски реактор је једноставно индуктор постављен у серију са сваким СЦР контролером. Импеданса реактора расте са фреквенцијом, тако да блокира високофреквентне хармонијске струје да се врате у напајање. У објекту са више ВФД-ова и осетљивом електроником, неколико линијских реактора може драматично очистити хармонијски профил ПТФЕ грејача. Они су пасивни, не захтевају спољну контролну снагу и веома су поуздани. За благе до умерене нивое хармоника, ово је најисплативији-метод ублажавања.
Фазни{0}}Трансформатори са померањем: хармонијско поништавање по дизајну
За веће групе ПТФЕ грејача, један масивни сет грејача се може поделити у неколико група. Свака група се напаја из наменског секундарног трансформатора са различитим фазним помаком (нпр. +15 степен, -15 степени или +22.5 степен, -22,5 степени). Хармонске струје које генерише свака група се померају у времену. Када се рекомбинују на примару трансформатора са више намотаја или на тачки заједничког спајања, доминантни хармоници (посебно 5. и 7.) делимично се поништавају. Ова техника ефикасно смањујетотална хармонијска дисторзија СЦР ПТФЕ грејачсистеми доприносе, без додавања значајних губитака.
Активни хармонијски филтери: електронска неутрализација
У најзахтевнијим инсталацијама-где друга осетљива опрема мора да буде заштићена или где је усаглашеност са комуналним услугама стриктно примењена-активни филтери хармоника се примењују. Ови уређаји континуирано прате хармонијски садржај струјног таласног облика и електронски убризгавају једнаке-али-супротне струје да неутралишу изобличење. Активни филтери се прилагођавају променљивим условима оптерећења, што их чини идеалним за ПТФЕ грејаче који се укључују и искључују или мењају задате вредности снаге. Они су најскупље решење, али нуде највише перформансе, способни да смање укупну хармонијску дисторзију на испод 5%.
Усклађеност са ИЕЕЕ 519 и захтевима услужних програма
ИЕЕЕ 519 поставља препоручене границе за хармонијски напон и струју у тачки заједничког спајања. Многи комунални сервиси сада спроводе ова ограничења уговором, намећући казне за не-непоштовање. Дизајнирање ПТФЕ грејача са одговарајућим смањењем хармоника није само инжењерска ситница-већ је чин доброг електричног односа према другој опреми у згради и према комуналној мрежи. Лоше смањена група грејача може повећати изобличење напона магистрале довољно да омета програмабилне логичке контролере, рачунаре и системе за мерење.
Разматрање трошкова: ублажавање наспрам методе контроле
Трошкове ублажавања хармоника треба одмерити у односу на цену самог начина управљања грејачем. СЦР контролери без{1}}укрштања (рафална паљба) су генерално скупљи од регулатора фазног{2}}угла, али генеришу много мање хармоника. У многим случајевима, додатно плаћање за контролере рафалне ватре у потпуности елиминише потребу за спољним филтрирањем. Супротно томе, ако је контрола фазног{5}}угла већ инсталирана или наложена захтевима процеса, додавање линијских пригушница или трансформатора може бити економичнији пут.
Закључак: Вишеслојна решења за поуздану енергију постројења
Рјешавање хармонијске дисторзије није само питање усаглашености већ и неопходан корак да се осигура поузданост цјелокупне електричне инфраструктуре постројења. Опције ублажавања за велику групу ПТФЕ грејача се крећу од једноставних пасивних линијских пригушница до фазних{1}}трансформатора и активних хармонијских филтера. Сваки нуди добро-установљен, вишеслојни пут ка постизању чисте енергије. Чиста енергија је, заузврат, основа стабилног и ефикасног процеса грејања-где се трансформатори хладе, прекидачи остају неискључени, а казне за комуналне услуге се избегавају.
