Thiết bị bảo vệ điện áp thấp

Xem xét các hệ thống khác nhau để bảo vệ sản xuất công nghiệp khỏi sụt áp (bánh đà, nguồn cung cấp điện liên tục tĩnh (UPS), bộ bù biến dạng điện áp động, bộ bù tĩnh (STATCOM), đèn LED kết nối song song, bộ chuyển đổi tăng áp, bộ lọc hoạt động và bộ khuếch đại nối tiếp không có máy biến áp) .

Giảm điện áp là một trong những hiện tượng tốn kém nhất trong ngành. Cách dễ nhất để bảo vệ các quy trình nhạy cảm khỏi mọi hư hỏng là lắp đặt UPS... Tuy nhiên, do chi phí mua và bảo trì cao, UPS chỉ được lắp đặt trong các công trình kiến ​​trúc lớn, ở những nơi có thể bị hư hỏng do sự cố nguồn điện. gây thiệt hại đáng kể, ví dụ như trong bệnh viện, trong sản xuất máy tính, trong các tổ chức tài chính.

Khi quyết định lắp đặt thiết bị bảo vệ, nên thực hiện nghiên cứu khả thi để chỉ ra tính khả thi của việc lắp đặt UPS cho một quy trình sản xuất cụ thể.

Vấn đề bảo vệ động cơ điện với tốc độ khác nhau trong sản xuất công nghiệp khỏi sụt áp hiện đã được giải quyết. Do có rất nhiều thương hiệu của các hệ thống như vậy, không dễ để tìm ra giải pháp kinh tế và kỹ thuật tối ưu cho vấn đề này.

Các loại thiết bị hiệu chỉnh

Bánh đà của động cơ-máy phát điện (D-G) có thể bảo vệ các rối loạn sản xuất quan trọng khỏi tất cả độ sụt điện áp trong hệ thống điện C. Khi xảy ra độ sụt điện áp, điện áp rơi trên tải sẽ bị bánh đà làm chậm lại. Các sơ đồ khác nhau để kết nối bánh đà với động cơ-máy phát tương tự như sơ đồ được trình bày trong 1.

Cơm. 1. Sơ đồ sử dụng bánh đà để bù sụt áp

Các thành phần chính của một UPS tĩnh độc lập được thể hiện trong hình. 2, pin (tụ điện) chỉ lưu trữ năng lượng để bảo vệ chống sụt áp trong thời gian ngắn. Nếu xảy ra sụt áp, tải sẽ được cấp nguồn từ ắc quy thông qua bộ chuyển đổi DC-AC.

Cơm. 2. Sơ đồ sử dụng UPS bù sụt áp

Bộ bù méo điện áp động trong quá trình sụt áp, nó vẫn được kết nối với mạng điện 1 thông qua máy biến áp 2 và xác định phần điện áp bị thiếu (Hình 3). Nó bổ sung phần điện áp còn thiếu này qua cuộn sơ cấp 4 và cuộn thứ cấp 3 của máy biến áp tự ngẫu mắc nối tiếp với tải 7. Tùy theo mục đích mà năng lượng để cung cấp cho tải 7 qua bộ biến đổi điện áp 5 trong quá trình sụt áp có thể là lấy từ mạng hoặc từ nguồn điện bổ sung (chủ yếu từ tụ điện c).

Xem xét hai sửa đổi từ các nhà sản xuất khác nhau. Cái đầu tiên (sau đây gọi là DKIN-1) không chứa nguồn điện và được kết nối vĩnh viễn. Tùy chọn này tiết kiệm chi phí để tăng điện áp lên đến 50%. Có một sửa đổi của thiết bị DKIN với khả năng tăng điện áp lên 30%. Người ta tin rằng bắt đầu với việc sửa đổi thiết bị DKIN này (30%), nên sử dụng chúng trong sản xuất.

Cơm. 3. Sơ đồ sử dụng DKIN để bù sụt áp

Bản sửa đổi thứ hai (DKIN-2) chứa nguồn điện được thiết kế cho tải nặng, thiết bị hai megawatt có thể tăng điện áp tải của tải 4 MW lên 50% hoặc tải 8 MW lên 23%. Không giống như hầu hết các thiết bị khác, nguồn điện có thể chịu được những giọt nước kéo dài.

Bộ bù tĩnh (STATCOM) Một thiết bị bù sụt áp được kết nối song song với tải (Hình 4). Một thiết bị STATCOM có thể giảm sụt áp bằng cách thay đổi tải phản kháng tại điểm nối.

Khả năng giảm độ sụt có thể được cải thiện bằng cách thêm một nguồn năng lượng bổ sung, chẳng hạn như nguồn năng lượng từ tính siêu dẫn. Mặc dù bộ bù STATCOM (Hình 4) có khả năng hấp thụ và trả lại công suất phản kháng theo thống kê VS, nhưng việc sử dụng chúng thường bị giới hạn ở mức bù tĩnh vì lý do kinh tế.

Ở chế độ bước xuống, hệ thống STATCOM chuyển sang chế độ nguồn DC. Điện áp trên các cực của tụ điện có thể được giữ không đổi.

Cơm. 4. Khe co giãn tĩnh

Động cơ đồng bộ được kết nối song song (SM) hơi giống với STATCOM, nhưng không chứa thiết bị điện tử công suất (Hình 5). Khả năng cung cấp tải phản kháng lớn của động cơ đồng bộ cho phép một hệ thống như vậy bù điện áp sụt giảm sâu tới 60% trong vòng 6 giây. Đồng thời, một bánh đà nhỏ bảo vệ tải khỏi sự cố mất điện hoàn toàn trong 100 mili giây.

Cơm. 5. Đèn LED và bánh đà được kết nối song song: 1 — hệ thống điện; 2 — máy biến áp; 3 — công tắc

Bộ chuyển đổi tăng cường Đây là bộ chuyển đổi DC / DC giúp tăng điện áp DC bus (ví dụ: động cơ tần số thay đổi) lên mức danh định (Hình 6).

Điện áp rơi lớn nhất có thể được bù phụ thuộc vào dòng điện định mức của bộ chuyển đổi tăng áp. Bộ chuyển đổi tăng áp bắt đầu hoạt động ngay khi phát hiện thấy sự sụt giảm điện áp trên các xe buýt DC của thiết bị. Cùng với khả năng bù cho sự sụt giảm điện áp đối xứng lên đến 50%, bộ chuyển đổi tăng cường có khả năng bù cho sự sụt giảm sâu không đối xứng, chẳng hạn như sự cố hoàn toàn của một trong các pha. Bộ chuyển đổi tăng cường có thể được bổ sung bằng pin để bảo vệ khỏi sự cố mất điện hoàn toàn.

Bộ lọc tích cực (hình 7) là bộ chuyển đổi hoạt động giống như bộ chỉnh lưu, sử dụng thyristor IGBT thay vì điốt.

Một bộ lọc tích cực có thể duy trì điện áp liên tục thông qua sự sụt giảm điện áp. Xếp hạng hiện tại của bộ lọc hoạt động xác định giá trị hiệu chỉnh sụt áp tối đa.

Cơm. 7. Bộ lọc hoạt động

Trong trường hợp sụt áp, mạch bù điện áp không biến áp (Hình 8) sẽ mở ra và tải được cấp qua biến tần.Nguồn điện bus DC của biến tần được hỗ trợ bởi hai tụ điện được sạc nối tiếp.

Cơm. 8. Bù sụt áp nối tiếp không có máy biến áp

Đối với điện áp dư 50%, mức điện áp định mức có thể được cung cấp. Trong thiết bị này, nguồn cung cấp bổ sung (tụ điện) có thể giảm thiểu sự gián đoạn hoàn toàn trong một khoảng thời gian giới hạn. Thiết bị cung cấp khả năng khôi phục điện áp ngay cả khi điện áp giảm không đối xứng.