Perangkat perlindungan tegangan rendah

Pertimbangkan sistem yang berbeda untuk melindungi produksi industri dari penurunan tegangan (roda gila, catu daya tak terputus statis (UPS), kompensator distorsi tegangan dinamis, kompensator statis (STATCOM), LED terhubung paralel, konverter penambah, filter aktif, dan penguat seri tanpa transformator) .

Pengurangan tegangan adalah salah satu fenomena paling mahal di industri. Cara termudah untuk melindungi proses sensitif dari kerusakan apa pun adalah dengan pemasangan UPS... Namun, karena tingginya biaya pembelian dan pemeliharaannya, UPS dipasang hanya di objek struktural besar, di tempat di mana kerusakan yang disebabkan oleh masalah catu daya dapat terjadi. menyebabkan kerusakan yang signifikan, misalnya di rumah sakit, di produksi komputer, di lembaga keuangan.

Saat memutuskan untuk memasang alat pelindung, studi kelayakan harus dilakukan untuk menunjukkan kelayakan pemasangan UPS untuk proses produksi tertentu.

Masalah melindungi motor listrik dengan kecepatan berbeda dalam produksi industri dari penurunan tegangan kini telah terpecahkan. Karena banyaknya variasi merek sistem seperti itu, tidak mudah untuk menemukan solusi teknis dan ekonomis yang optimal untuk masalah ini.

Jenis peralatan korektif

Roda gila motor-generator (D-G) dapat melindungi gangguan produksi kritis dari semua kedip tegangan di sistem tenaga C. Saat kedip tegangan terjadi, penurunan tegangan pada beban diperlambat oleh roda gila. Berbagai skema untuk menghubungkan flywheel ke motor-generator serupa dengan yang ditunjukkan pada 1.

Beras. 1. Skema penggunaan roda gila untuk mengkompensasi penurunan tegangan

Komponen utama UPS statis independen ditunjukkan pada gambar. 2, yang baterainya (kapasitor) menyimpan energi hanya untuk melindungi dari penurunan voltase untuk waktu yang singkat. Jika terjadi penurunan tegangan, beban diberi daya dari baterai melalui konverter DC-ke-AC.

Beras. 2. Skema penggunaan UPS untuk mengkompensasi penurunan tegangan

Kompensator distorsi tegangan dinamis selama penurunan tegangan tetap terhubung ke jaringan listrik 1 melalui transformator 2 dan menentukan bagian tegangan yang hilang (Gbr. 3). Ini menambahkan bagian tegangan yang hilang ini melalui belitan primer 4 dan sekunder 3 dari autotransformer yang dihubungkan secara seri dengan beban 7. Bergantung pada tujuannya, energi untuk memasok beban 7 melalui konverter tegangan 5 selama penurunan tegangan dapat diambil dari jaringan atau dari sumber daya tambahan (terutama dari kapasitor c).

Pertimbangkan dua modifikasi dari pabrikan berbeda. Yang pertama (selanjutnya disebut DKIN-1) tidak mengandung catu daya dan terhubung secara permanen. Opsi ini hemat biaya untuk meningkatkan voltase hingga 50%. Ada modifikasi perangkat DKIN dengan kemampuan menaikkan voltase sebesar 30%. Dipercaya bahwa mulai dari modifikasi perangkat DKIN ini (30%), disarankan untuk menggunakannya dalam produksi.

Beras. 3. Skema penggunaan DKIN untuk mengkompensasi penurunan tegangan

Modifikasi kedua (DKIN-2) berisi sumber daya yang dirancang untuk beban berat, perangkat dua megawatt dapat meningkatkan tegangan beban beban 4 MW sebesar 50% atau beban 8 MW sebesar 23%. Tidak seperti kebanyakan perangkat lain, catu daya mampu menahan penurunan yang berkepanjangan.

Kompensator statis (STATCOM) Perangkat kompensasi penurunan tegangan dihubungkan secara paralel dengan beban (Gbr. 4). Perangkat STATCOM dapat mengurangi penurunan tegangan dengan mengubah beban reaktif di persimpangan.

Kemampuan untuk mengurangi penurunan dapat ditingkatkan dengan menambahkan sumber daya tambahan, seperti sumber daya magnet superkonduktor. Meskipun kompensator STATCOM (Gbr. 4) mampu menyerap dan mengembalikan daya reaktif VStatistik, penggunaannya biasanya terbatas pada kompensasi statis karena alasan ekonomi.

Dalam mode step-down, sistem STATCOM beralih ke mode sumber DC. Tegangan melintasi terminal kapasitor dapat dijaga konstan.

Beras. 4. Sambungan ekspansi statis

Motor sinkron terhubung paralel (SM) agak mirip dengan STATCOM, tetapi tidak mengandung elektronik daya (Gbr. 5). Kemampuan motor sinkron untuk memberikan beban reaktif yang besar memungkinkan sistem tersebut untuk mengkompensasi penurunan tegangan hingga 60% dalam waktu 6 detik. Pada saat yang sama, flywheel kecil melindungi beban dari kegagalan daya total selama 100 ms.

Beras. 5. LED dan roda gila terhubung secara paralel: 1 — sistem tenaga; 2 — trafo; 3 — beralih

Konverter step-up Ini adalah konverter DC / DC yang meningkatkan tegangan bus DC (misalnya, motor frekuensi variabel) ke level nominal (Gbr. 6).

Penurunan tegangan terbesar yang dapat dikompensasi tergantung pada nilai arus konverter penambah. Konverter penambah mulai bekerja segera setelah penurunan tegangan terdeteksi pada bus DC perangkat. Seiring dengan kemampuan untuk mengkompensasi penurunan tegangan simetris hingga 50%, konverter boost memiliki kemampuan untuk mengkompensasi penurunan asimetris yang dalam, seperti kegagalan total salah satu fase. Boost converter dapat dilengkapi dengan baterai untuk melindungi dari kegagalan daya total.

Filter aktif (gbr. 7) adalah konverter yang bekerja seperti penyearah, menggunakan thyristor IGBT sebagai pengganti dioda.

Filter aktif dapat mempertahankan tegangan secara terus menerus melalui penurunan tegangan. Peringkat arus dari filter aktif menentukan nilai koreksi jatuh tegangan maksimum.

Beras. 7. Filter aktif

Jika terjadi penurunan tegangan, rangkaian kompensasi tegangan tanpa transformator (Gbr. 8) terbuka dan beban diumpankan melalui inverter.Catu daya bus DC inverter didukung oleh dua kapasitor yang diisi secara seri.

Beras. 8. Kompensasi penurunan tegangan seri tanpa transformator

Untuk tegangan sisa 50%, tingkat tegangan pengenal dapat disediakan. Di perangkat ini, pasokan tambahan (kapasitor) dapat mengurangi gangguan total untuk jangka waktu terbatas. Perangkat ini memberikan kemampuan untuk mengembalikan tegangan bahkan dengan penurunan tegangan asimetris.