Hallo! Als Lieferant von Dreiphasen-Trockentransformatoren habe ich aus erster Hand gesehen, wie wichtig es ist, die harmonischen Auswirkungen auf diese Transformatoren zu verstehen. In diesem Blog erkläre ich, was Oberwellen sind, wie sie sich auf dreiphasige Trockentransformatoren auswirken und was Sie dagegen tun können.
Was sind Harmonische?
Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was Harmonische sind. In einem idealen elektrischen System sind die Spannungs- und Stromwellenformen reine Sinuswellen. Aber in der realen Welt sind die Dinge nicht so einfach. Nichtlineare Lasten wie Computer, Antriebe mit variabler Drehzahl und einige Arten von Beleuchtung verzerren die Sinuswelle. Diese verzerrten Wellenformen enthalten Frequenzen, die ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz sind (normalerweise 50 Hz oder 60 Hz). Diese Vielfachen werden Harmonische genannt.
Beispielsweise hat die 3. Harmonische eine Frequenz, die dreimal so hoch ist wie die Grundfrequenz, die 5. Harmonische hat eine Frequenz, die fünfmal so hoch ist wie die Grundfrequenz, und so weiter. Oberschwingungen können in einem elektrischen System alle möglichen Probleme verursachen, und dreiphasige Trockentransformatoren bilden da keine Ausnahme.
Harmonische Auswirkungen auf dreiphasige Trockentransformatoren
Erhöhte Erwärmung
Eine der bedeutendsten Auswirkungen von Oberschwingungen auf Dreiphasen-Trockentransformatoren ist die erhöhte Erwärmung. Oberwellen verursachen zusätzliche Verluste in den Wicklungen und im Kern des Transformators. Der durch Oberschwingungen erhöhte Strom führt zu höheren I²R-Verlusten in den Wicklungen. Im Kern können Oberwellen zusätzliche Hysterese und Wirbelstromverluste verursachen.
Diese zusätzliche Erwärmung kann die Lebensdauer des Transformators verkürzen. Transformatoren sind für den Betrieb in einem bestimmten Temperaturbereich ausgelegt. Wenn die Temperatur aufgrund von Oberschwingungen über diesen Bereich ansteigt, kann es zu einem schnelleren Abbau der Isoliermaterialien im Transformator kommen. Dies kann im Laufe der Zeit zu einem Isolationsversagen führen, was ein großes Problem darstellt. Sie wollen doch nicht, dass Ihr Transformator ausfällt, oder? Dies kann zu kostspieligen Ausfallzeiten und Schäden an anderen Geräten in Ihrem elektrischen System führen.
Reduzierte Effizienz
Oberwellen verringern auch den Wirkungsgrad von Dreiphasen-Trockentransformatoren. Wie ich bereits erwähnt habe, führen die durch Oberwellen verursachten zusätzlichen Verluste dazu, dass der Transformator mehr arbeiten muss, um die gleiche Leistung zu liefern. Dies bedeutet, dass mehr Energie als Wärme verschwendet wird und der Gesamtwirkungsgrad des Transformators sinkt.
Wenn Sie ein Unternehmen führen, führt eine geringere Effizienz zu höheren Energierechnungen. Wer möchte mehr für Strom bezahlen, als er muss? Und wenn Sie in einer Branche tätig sind, in der die Energiekosten einen erheblichen Teil Ihrer Betriebskosten ausmachen, können die Auswirkungen einer verringerten Effizienz sogar noch gravierender sein.
Spannungsverzerrung
Oberschwingungen können Spannungsverzerrungen im elektrischen System verursachen. Wenn die Stromwellenform aufgrund von Oberschwingungen verzerrt ist, kann dies auch Auswirkungen auf die Spannungswellenform haben. Diese Spannungsverzerrung kann zu Problemen bei anderen Geräten führen, die an dasselbe elektrische System angeschlossen sind.
Beispielsweise kann es sein, dass empfindliche elektronische Geräte nicht richtig funktionieren, wenn die Spannung verzerrt ist. Dies kann zu Fehlfunktionen, Datenfehlern und sogar Schäden an der Ausrüstung führen. In einer Fertigungsumgebung kann dies zu Produktionsverzögerungen und Qualitätsproblemen führen.
Überlastung
In manchen Fällen können Oberschwingungen zu einer Überlastung des Transformators führen. Der zusätzliche Strom aufgrund von Oberschwingungen kann dazu führen, dass der Transformator seine Nennkapazität überschreitet. Selbst wenn der Grundfrequenzstrom innerhalb der Nennleistung des Transformators liegt, kann der Gesamtstrom (einschließlich Oberschwingungen) den Grenzwert überschreiten.
Eine Überlastung kann dazu führen, dass der Transformator seine Schutzvorrichtungen auslöst, was zu Stromausfällen führt. Und wenn die Überlastung über einen längeren Zeitraum anhält, kann es zu dauerhaften Schäden am Transformator kommen.
So mildern Sie harmonische Effekte
Verwenden Sie harmonische Filter
Eine Möglichkeit, die Auswirkungen von Oberschwingungen zu mildern, ist die Verwendung von Oberschwingungsfiltern. Diese Filter sollen die Menge an Oberschwingungen im elektrischen System reduzieren. Sie funktionieren, indem sie einen Pfad mit niedriger Impedanz für die Oberschwingungsströme bereitstellen und diese vom Transformator und anderen Geräten ableiten.
Es gibt verschiedene Arten von Oberschwingungsfiltern, beispielsweise passive Filter und aktive Filter. Passive Filter sind relativ einfach und kostengünstig, aber sie sind darauf ausgelegt, bestimmte Oberwellen zu filtern. Aktive Filter hingegen sind komplexer und teurer, können sich aber an unterschiedliche harmonische Bedingungen anpassen und bieten eine bessere Filterleistung.
Wählen Sie den richtigen Transformator aus
Bei der Auswahl eines dreiphasigen Trockentransformators ist es wichtig, die harmonische Umgebung zu berücksichtigen. Einige Transformatoren sind dafür ausgelegt, Oberschwingungen besser zu verarbeiten als andere. Zum Beispiel,Transelektrische Trockentransformatorensind mit Funktionen ausgestattet, die dazu beitragen können, die Auswirkungen von Oberschwingungen zu reduzieren. Sie verfügen über bessere Isoliermaterialien und Wicklungskonstruktionen, die der zusätzlichen Hitze und Belastung durch Oberwellen standhalten.
Eine weitere Option ist dieSC (B) 10 Trockenverteilungstransformator. Dieser Transformator ist für Verteilungsanwendungen konzipiert und kann ein bestimmtes Maß an Oberwellen verarbeiten. Und wenn Sie eine fortschrittlichere Lösung benötigen, ist dieTrockentransformator der Serie SCB12ist eine tolle Wahl. Es bietet eine verbesserte Leistung in harmonischen Umgebungen.
Lastmanagement
Ein ordnungsgemäßes Lastmanagement kann auch dazu beitragen, die Auswirkungen von Oberschwingungen zu reduzieren. Durch die gleichmäßige Verteilung der nichtlinearen Lasten auf die drei Phasen können Sie die gesamte harmonische Verzerrung reduzieren. Sie können den Betrieb nichtlinearer Lasten auch außerhalb der Spitzenzeiten planen, um die Belastung des Transformators zu verringern.
Abschluss
Oberschwingungen können erhebliche Auswirkungen auf dreiphasige Trockentransformatoren haben. Von erhöhter Erwärmung und verringertem Wirkungsgrad bis hin zu Spannungsverzerrungen und Überlastung können die Auswirkungen von Oberschwingungen alle möglichen Probleme in Ihrem elektrischen System verursachen. Die gute Nachricht ist jedoch, dass es Möglichkeiten gibt, diese Auswirkungen abzumildern.
Als Lieferant von Dreiphasen-Trockentransformatoren bin ich hier, um Ihnen bei der Auswahl des richtigen Transformators für Ihre Anforderungen zu helfen und Lösungen für den Umgang mit Oberschwingungen anzubieten. Wenn Sie Probleme mit Oberschwingungen in Ihrem elektrischen System haben oder eine Neuinstallation planen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass Ihr elektrisches System reibungslos und effizient läuft.
Referenzen
- Qualität elektrischer Energiesysteme von Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, Surya Santoso und H. Wayne Beaty.
- Transformer Engineering: Design, Technology, and Diagnostics von George Karady und G. Venkata Sai.
