Решение для трансформатора печи с подавлением гармоник
Анализ проблемы
Современные электрические печи (особенно дуговые печи, среднечастотные печи и печи с частотой сети) во время работы из-за своих нелинейных нагрузочных характеристик (например, резкие колебания электрических дуг, процессы выпрямления/инвертирования) генерируют значительные высшие гармонические токи, которые вводятся в сеть. Эти гармоники вызывают:
- Загрязнение сети: Искаженные формы напряжения в сети (повышенное THD), что влияет на нормальную работу других чувствительных устройств в той же сети.
- Повреждение оборудования: Перегрев, усиление вибрации, ускоренное старение изоляции и даже отказ трансформаторов, кабелей, компенсирующих конденсаторов и т.д.
- Увеличение потерь мощности: Дополнительные тепловые потери от гармонических токов, проходящих через импеданс сети.
- Снижение коэффициента мощности: Несмотря на установленные компенсирующие конденсаторы, гармоники могут сделать устройства компенсации реактивной мощности неэффективными или усиливать резонансы.
- Ошибки измерений: Снижение точности измерений энергии и мониторинговых приборов.
Основа решения: Трансформатор печи с подавлением гармоник
Для решения этих проблем компания ROCKWILL предлагает передовое решение — трансформатор печи с подавлением гармоник. Он эффективно снижает гармоники на источнике, обеспечивая безопасную, стабильную и эффективную работу систем печей и сети.
Основные технологии и меры
- Встроенный высокоэффективный фильтр гармоник:
• В основе этого решения лежит оптимально спроектированный фильтр гармоник, направленный на характерные гармоники (например, 5-ю, 7-ю, 11-ю, 13-ю), генерируемые нагрузками печей.
• Компактный, экономящий пространство фильтр интегрирован непосредственно в трансформатор для удобства установки.
• Используя LC-резонанс, он предоставляет низкоимпедансный путь для поглощения и фильтрации конкретных гармоник близко к источнику, значительно уменьшая гармонические токи, вводимые в сеть (снижение THD соответствует GB/T 14549, IEEE 519 и т.д.). - Оптимизированный дизайн трансформатора:
• Магнитный контур с низкими гармониками: Листы из высокопермированной стали и оптимизированные конструкции сердечника минимизируют тенденцию к насыщению сердечника и самогенерируемые гармоники.
• Обмотка с низкими гармониками: Продвинутые методы обмотки (например, фольговая обмотка) и материалы снижают потери от вихревых токов, утечки магнитного потока, потери меди и дополнительные гармоники.
• Улучшенная изоляция и охлаждение: Усиленная изоляция и оптимизированные системы охлаждения (например, вынужденное масло-воздушное охлаждение) обеспечивают долговечность и длительный срок службы при тепловом стрессе, вызванном гармониками.
• Улучшенная устойчивость к короткому замыканию: Усиленная устойчивость к аномальным условиям работы, вызванным гармониками. - Согласованная оптимизация и интеллектуальный мониторинг (опционально):
• Синхронизация с системами управления печами или внешними активными фильтрами мощности (APF) и статическими вар-генераторами (SVG) для комплексного управления качеством электроэнергии.
• Опциональные интеллектуальные системы мониторинга в реальном времени отслеживают ключевые параметры (гармоники, температура, коэффициент загрузки) для предсказательного обслуживания и удаленного контроля.
Преимущества
• Эффективное подавление гармоник: Фильтрация ключевых характерных гармоник на источнике, значительно уменьшая THD сети и защищая сеть/оборудование.
• Подавление на уровне источника: Прямое решение гармоник на трансформаторе, обеспечивая полное подавление.
• Улучшение качества электроэнергии: Стабилизация форм напряжения для надежной работы печей и чувствительного оборудования.
• Увеличение срока службы оборудования: Предотвращение перегрева и повреждения трансформаторов, кабелей и конденсаторов, вызванных гармониками, снижение затрат на обслуживание.
• Оптимизация реактивной компенсации: Минимизация воздействия гармоник на устройства компенсации, улучшение коррекции коэффициента мощности и снижение потерь в линиях.
• Соответствие стандартам: Обеспечение соответствия гармоник стандартам GB/T 14549, IEEE 519 и другим глобальным стандартам качества электроэнергии.
• Компактность и надежность: Интегрированный дизайн экономит пространство и упрощает архитектуру системы.
• Повышение эффективности системы: Снижение потерь, связанных с гармониками, и повышение общей энергоэффективности.
Сценарии применения
Идеально подходят для приложений с высоким уровнем гармоник, требующих высокого качества электроэнергии:
• Электродуговые сталеплавильные печи
• Среднечастотные/сетевые индукционные плавильные печи
• Погружные дуговые печи
• Системы питания для других крупномасштабных нелинейных нагрузок печей
