อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าแรงต่ำ

พิจารณาระบบต่างๆ เพื่อป้องกันการผลิตในภาคอุตสาหกรรมจากแรงดันไฟตก (มู่เล่, เครื่องสำรองไฟฟ้าแบบคงที่ (UPS), เครื่องชดเชยการบิดเบือนแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิก, เครื่องชดเชยไฟฟ้าสถิต (STATCOM), LED ที่เชื่อมต่อแบบขนาน, บูสต์คอนเวอร์เตอร์, ตัวกรองแบบแอคทีฟ และชุดขยายสัญญาณที่ไม่มีหม้อแปลง)

การลดแรงดันไฟฟ้าเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่แพงที่สุดในอุตสาหกรรม วิธีที่ง่ายที่สุดในการป้องกันกระบวนการที่ละเอียดอ่อนจากความเสียหายใดๆ คือการติดตั้ง UPS... อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการซื้อและบำรุงรักษาสูง จึงติดตั้ง UPS เฉพาะในวัตถุที่มีโครงสร้างขนาดใหญ่ ในสถานที่ซึ่งความเสียหายที่เกิดจากปัญหาแหล่งจ่ายไฟสามารถ สร้างความเสียหายอย่างมาก เช่น ในโรงพยาบาล ในการผลิตคอมพิวเตอร์ ในสถาบันการเงิน

เมื่อตัดสินใจติดตั้งอุปกรณ์ป้องกัน ควรทำการศึกษาความเป็นไปได้เพื่อแสดงความเป็นไปได้ในการติดตั้ง UPS สำหรับกระบวนการผลิตเฉพาะ

ขณะนี้ปัญหาของการปกป้องมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีความเร็วต่างกันในการผลิตทางอุตสาหกรรมจากแรงดันไฟตกได้รับการแก้ไขแล้ว เนื่องจากระบบดังกล่าวมีหลากหลายยี่ห้อ การหาทางออกทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปัญหานี้จึงไม่ใช่เรื่องง่าย

ประเภทของอุปกรณ์แก้ไข

มู่เล่เครื่องกำเนิดมอเตอร์ (D-G) สามารถป้องกันการรบกวนการผลิตที่สำคัญจากแรงดันตกทั้งหมดในระบบไฟฟ้า C เมื่อเกิดแรงดันตก แรงดันตกคร่อมโหลดจะถูกทำให้ช้าลงโดยมู่เล่ รูปแบบต่าง ๆ สำหรับการเชื่อมต่อมู่เล่กับมอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นคล้ายคลึงกับที่แสดงใน 1

ข้าว. 1. รูปแบบการใช้มู่เล่เพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าตก

ส่วนประกอบหลักของ UPS แบบคงที่อิสระแสดงในรูป 2 ซึ่งแบตเตอรี่ (ตัวเก็บประจุ) เก็บพลังงานเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าตกในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น หากเกิดแรงดันไฟตก โหลดจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ผ่านตัวแปลง DC-to-AC

ข้าว. 2. รูปแบบการใช้ UPS เพื่อชดเชยแรงดันไฟตก

ตัวชดเชยความผิดเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิกระหว่างแรงดันตกยังคงเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้า 1 ผ่านหม้อแปลง 2 และกำหนดส่วนที่ขาดหายไปของแรงดันไฟฟ้า (รูปที่ 3) มันเพิ่มส่วนที่ขาดหายไปของแรงดันไฟฟ้าผ่านขดลวดปฐมภูมิ 4 และขดลวดทุติยภูมิ 3 ของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด 7 พลังงานที่จ่ายให้กับโหลด 7 ผ่านตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า 5 ระหว่างแรงดันตกสามารถขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ นำมาจากเครือข่ายหรือจากแหล่งพลังงานเพิ่มเติม (ส่วนใหญ่มาจากตัวเก็บประจุ c)

พิจารณาการดัดแปลงสองครั้งจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน ตัวแรก (ต่อไปนี้จะเรียกว่า DKIN-1) ไม่มีแหล่งพลังงานและเชื่อมต่ออย่างถาวร ตัวเลือกนี้คุ้มค่าในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 50% มีการดัดแปลงอุปกรณ์ DKIN ด้วยความสามารถในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า 30% เชื่อว่าเริ่มต้นด้วยการดัดแปลงอุปกรณ์ DKIN (30%) ขอแนะนำให้ใช้ในการผลิต

ข้าว. 3. โครงการใช้ DKIN เพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าตก

การดัดแปลงครั้งที่สอง (DKIN-2) มีแหล่งพลังงานที่ออกแบบมาสำหรับโหลดหนัก อุปกรณ์ 2 เมกะวัตต์สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของโหลด 4 เมกะวัตต์ได้ 50% หรือโหลด 8 เมกะวัตต์ได้ 23% ไม่เหมือนกับอุปกรณ์อื่นๆ ส่วนใหญ่ แหล่งพลังงานสามารถทนต่อการตกหล่นเป็นเวลานานได้

ตัวชดเชยไฟฟ้าสถิต (STATCOM) อุปกรณ์ชดเชยแรงดันไฟตกเชื่อมต่อขนานกับโหลด (รูปที่ 4) อุปกรณ์ STATCOM สามารถลดแรงดันไฟตกได้โดยการเปลี่ยนโหลดรีแอกทีฟที่ทางแยก

ความสามารถในการลดการจุ่มสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มแหล่งพลังงานเพิ่มเติม เช่น แหล่งพลังงานแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด แม้ว่าตัวชดเชย STATCOM (รูปที่ 4) จะสามารถดูดซับและส่งคืนพลังงานปฏิกิริยา VS ในเชิงสถิติ แต่การใช้งานมักจะจำกัดอยู่ที่การชดเชยแบบคงที่ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจ

ในโหมด step-down ระบบ STATCOM จะสลับเป็นโหมดแหล่งจ่ายไฟ DC แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมขั้วตัวเก็บประจุสามารถรักษาให้คงที่ได้

ข้าว. 4. ข้อต่อขยายตัวแบบคงที่

มอเตอร์ซิงโครนัสแบบขนาน (SM) ค่อนข้างคล้ายกับ STATCOM แต่ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (รูปที่ 5) ความสามารถของมอเตอร์ซิงโครนัสในการให้โหลดรีแอกทีฟขนาดใหญ่ช่วยให้ระบบดังกล่าวสามารถชดเชยแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงได้ลึกถึง 60% ภายใน 6 วินาที ในขณะเดียวกัน มู่เล่ขนาดเล็กจะปกป้องโหลดจากไฟฟ้าขัดข้องเป็นเวลา 100 มิลลิวินาที

ข้าว. 5. LED และมู่เล่เชื่อมต่อแบบขนาน: 1 — ระบบไฟฟ้า; 2 — หม้อแปลง; 3 — สวิตช์

ตัวแปลงแบบสเต็ปอัพ นี่คือตัวแปลง DC / DC ที่เพิ่มแรงดันบัส DC (เช่น มอเตอร์แบบปรับความถี่ได้) เป็นระดับปกติ (รูปที่ 6)

แรงดันตกคร่อมที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถชดเชยได้ขึ้นอยู่กับกระแสที่กำหนดของบูสต์คอนเวอร์เตอร์ ตัวแปลงบูสต์เริ่มทำงานทันทีที่ตรวจพบแรงดันไฟตกบนบัส DC ของอุปกรณ์ นอกจากความสามารถในการชดเชยแรงดันตกคร่อมแบบสมมาตรได้สูงสุด 50% แล้ว บูสต์คอนเวอร์เตอร์ยังมีความสามารถในการชดเชยแรงดันตกแบบไม่สมมาตรลึก เช่น ความล้มเหลวโดยสิ้นเชิงของเฟสใดเฟสหนึ่ง สามารถเสริมบูสต์คอนเวอร์เตอร์ด้วยแบตเตอรี่เพื่อป้องกันไฟดับทั้งหมด

แอ็คทีฟฟิลเตอร์ (รูปที่ 7) เป็นตัวแปลงที่ทำงานเหมือนวงจรเรียงกระแส โดยใช้ IGBT ไทริสเตอร์แทนไดโอด

ตัวกรองที่ใช้งานอยู่สามารถรักษาแรงดันไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องผ่านแรงดันตก พิกัดกระแสของตัวกรองที่ใช้งานอยู่จะกำหนดค่าแก้ไขแรงดันไฟตกสูงสุด

ข้าว. 7. ตัวกรองที่ใช้งานอยู่

ในกรณีที่แรงดันไฟตก วงจรชดเชยแรงดันแบบไม่ใช้หม้อแปลง (รูปที่ 8) จะเปิดขึ้นและโหลดจะถูกป้อนผ่านอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายไฟบัส DC ของอินเวอร์เตอร์รองรับโดยตัวเก็บประจุสองตัวที่ชาร์จแบบอนุกรม

ข้าว. 8. การชดเชยแรงดันตกแบบไม่มีหม้อแปลง

สำหรับแรงดันตกค้าง 50% สามารถระบุระดับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดได้ ในอุปกรณ์นี้ แหล่งจ่ายเพิ่มเติม (ตัวเก็บประจุ) สามารถบรรเทาการหยุดชะงักทั้งหมดได้ในระยะเวลาที่จำกัด อุปกรณ์ดังกล่าวให้ความสามารถในการคืนค่าแรงดันไฟฟ้าแม้จะมีแรงดันไฟฟ้าตกแบบไม่สมมาตรก็ตาม