Velika skupina PTFE grelnikov, od katerih vsakega nadzira SCR s faznim-kotom, deluje kot zbor generatorjev električnega šuma. Harmoniki, ki jih vbrizgajo nazaj v električno omrežje elektrarne, lahko povzročijo skrivnostno pregrevanje transformatorjev, moteče izklope občutljivih pretvornikov in celo kazni s strani javnega podjetja. Ukrotitev tega harmoničnega popačenja je bistveni del električne zasnove. Razumevanje, kako ublažitiskupno harmonično popačenje SCR PTFE grelna skupinaproizvodnja sistemov je ključna za vzdrževanje stabilne, učinkovite in skladne industrijske energetske infrastrukture.
Razumevanje harmoničnega ustvarjanja v grelnikih PTFE s krmiljenjem SCR-
Silicijevi-nadzorovani usmerniki (SCR) uravnavajo moč grelnikov PTFE tako, da sekajo valovno obliko AC. Ko deluje v načinu proženja s faznim-kotom, se SCR vklopi na določeni točki znotraj vsakega pol{3}}cikla in ustvari nenaden skok napetosti. Ta nenaden preklop ustvari harmonične tokove-, ki so večkratniki osnovne frekvence (50 Hz ali 60 Hz). 5. in 7. harmonik sta še posebej problematična, ker dodajata nevtralni vodnik in povzročata dodatno ogrevanje z vrtinčnimi tokovi v transformatorjih.
Nadzor nad-faznim kotom je pogosto izbran zaradi gladkega, neprekinjenega prilagajanja moči. Vendar pa proizvede bistveno več harmonikov kot nič{2}}navzkrižni (rafalni) krmilniki. Ničel-navzkrižno sprožitev vklopi SCR le, ko valovna oblika napetosti naravno prečka ničlo, kar povzroči skoraj sinusni tok. Za velike PTFE grelne skupine je nadzor rafalnega ognja sam po sebi čistejši in pogosto prednosten. Kljub temu, ko je proženje pod faznim{7}}kotom neizogibno zaradi procesnih omejitev, postane ublažitev harmonikov obvezna.
Strategije ublažitve za SCR-generirane harmonike
Obstajajo tri uveljavljene stopenjske rešitve, ki preprečujejo, da bi popačenje napetosti vplivalo na drugo opremo obrata: pasivni omrežni reaktorji, fazno-transformatorji in aktivni harmonični filtri.
Pasivni električni reaktorji: preprosto in stroškovno-učinkovito
Pasivni omrežni reaktor je preprosto induktor, nameščen zaporedno z vsakim krmilnikom SCR. Impedanca reaktorja narašča s frekvenco, zato blokira-visokofrekvenčne harmonične tokove, da tečejo nazaj v napajanje. V objektu z več VFD-ji in občutljivo elektroniko lahko nekaj omrežnih reaktorjev dramatično očisti harmonični profil PTFE grelne skupine. So pasivni, ne potrebujejo zunanje krmilne moči in so zelo zanesljivi. Za blage do zmerne harmonične ravni je to stroškovno-najučinkovitejši način ublažitve.
Transformatorji s-faznim zamikom: Harmonično izničenje po zasnovi
Za večje skupine grelnikov iz PTFE lahko en masiven niz grelnikov razdelimo v več skupin. Vsaka skupina se napaja iz namenskega sekundarja transformatorja z drugačnim faznim zamikom (npr. +15 stopinj, -15 stopinj ali +22.5 stopinj, -22,5 stopinj). Harmonični tokovi, ki jih ustvarja vsaka skupina, so časovno premaknjeni. Pri rekombinaciji na primaru transformatorja z več navitji ali na točki skupne sklopitve se prevladujoči harmoniki (zlasti 5. in 7.) delno izničijo. Ta tehnika učinkovito zmanjšujeskupno harmonično popačenje SCR PTFE grelna skupinasistemi prispevajo, ne da bi dodali znatne izgube.
Aktivni harmonični filtri: elektronska nevtralizacija
V najzahtevnejših inštalacijah-, kjer je treba zaščititi drugo občutljivo opremo ali kjer je skladnost s komunalnimi predpisi strogo uveljavljena-, so nameščeni aktivni harmonični filtri. Te naprave nenehno spremljajo harmonično vsebino trenutne valovne oblike in elektronsko vbrizgavajo enake-vendar-nasprotne tokove za nevtralizacijo popačenja. Aktivni filtri se prilagajajo spreminjajočim se pogojem obremenitve, zaradi česar so idealni za grelnike PTFE, ki se ciklično vklapljajo in izklapljajo ali spreminjajo nastavljene vrednosti moči. So najdražja rešitev, vendar ponujajo najvišjo zmogljivost, saj lahko skupno harmonično popačenje zmanjšajo pod 5 %.
Skladnost z IEEE 519 in zahtevami pripomočkov
IEEE 519 določa priporočene meje za harmonično napetost in tok na točki skupne sklopke. Veliko javnih služb zdaj uveljavlja te omejitve pogodbeno in nalaga kazni za ne-upoštevanje. Načrtovanje PTFE grelnega sklopa z ustrezno harmonično ublažitvijo ni le inženirska lepota-je dejanje dobrega električnega državljanstva do druge opreme v stavbi in do električnega omrežja. Slabo ublažena grelna skupina lahko dovolj poveča popačenje napetosti vodila, da moti programabilne logične krmilnike, računalnike in merilne sisteme.
Premisleki o stroških: metoda ublažitve v primerjavi z metodo nadzora
Stroške harmonične ublažitve je treba pretehtati glede na stroške same metode krmiljenja grelnika. Krmilniki SCR z ničelnim-navzkrižnim (rafalnim ognjem) so na splošno dražji od krmilnikov-faznega kota, vendar ustvarjajo veliko manj harmonikov. V mnogih primerih doplačilo za krmilnike rafalnega ognja popolnoma odpravi potrebo po zunanjem filtriranju. Nasprotno, če je krmiljenje faznega-kota že nameščeno ali zahtevano v skladu z zahtevami procesa, je lahko dodajanje omrežnih reaktorjev ali transformatorjev bolj ekonomična pot.
Zaključek: Večstopenjske rešitve za zanesljivo napajanje rastlin
Reševanje harmoničnega popačenja ni le vprašanje skladnosti, temveč nujen korak za zagotovitev zanesljivosti celotne električne infrastrukture obrata. Možnosti ublažitve za veliko PTFE grelno skupino segajo od preprostih pasivnih reaktorjev do fazno zamaknjenih transformatorjev in aktivnih harmoničnih filtrov. Vsak ponuja dobro-uveljavljeno večplastno pot do doseganja čiste moči. Čista energija pa je temelj stabilnega in učinkovitega ogrevalnega procesa,-kjer se transformatorji ohladijo, odklopniki ostanejo nesproženi in se izognemo kaznim za oskrbo.
