Қуат сапасы негізінен кернеу, жиілік және ешкімнің шынымен қажет етпейтін гармониктер сияқты нәрселерге келгенде электр энергиясы қаншалықты тұрақты болатынын білдіреді. Қуат сапасы төмендегенде, әсіресе кернеу 2022 жылғы IEEE стандарттарына сәйкес қажетті деңгейдің 90% төменіне түскенде, бүкіл өндірістік желілер тоқтап қалуы мүмкін. Заводтар сонымен қатар өздерінің энергия санақтарына 12%-дан 18%-ға дейін артық төлеп, осындай жағдайларда қозғалтқыштардың қызмет ету мерзімі де қысқарады. Көптеген өнеркәсіптік операциялар барлығын тегіс жұмыс істеу үшін үлестіру панельдеріне үлкен үміт артады. Сапа стандарттарын сақтау енді тек жақсы тәжірибе ғана емес. Ponemon Institute 2023 жылы хабарлағандай, күтпеген қуат мәселелері өндірушілерге жылына орташа алғанда 200 мың доллар шығын тудырады. Бұл ақша кез-келген бизнес иесі үшін тез қосылады.
Кернеуді тұрақты ұстау — бұл жабдықтарға жобаланған мәннен шамамен 5% аспайтын ауытқумен берілетін электр энергиясы дегенді білдіреді, ол PLC-лер мен біз бүгіндері сүйенетін әдемі робот-қолдар сияқты сезімтал құрылғыларда проблемалардың пайда болуын болдырмақ үшін маңызды. Қашан болмаса, жағдай нашарлаған кезде, жаман нәрселер тез болады. Мысалы, CNC-станоктарды қарастырайық — егер кернеу 15% төмендесе, бүкіл өндіріс желілері 8-ден 12 сағатқа дейін тоқтап қалуы мүмкін. Мұндай тоқтап қалу шығындарды туғызады! Сонымен қатар, жақсы кернеу деңгейін сақтау шынында да энергияны үнемдейді. Кейбір зерттеулер IEEE кернеу ауқымында жұмыс істейтін жүйелердің жалпы алғанда электр энергиясын 9% аз тұтынатынын көрсетеді. Бұл шынында да логикалы, өйткені бәрі нашар электр сапасына қарсы күресіп жұмыс істемейтін кезде жақсы жұмыс істейді.
Бұл мәселелер ауыр өнеркәсіптегі электрмен жабдықтауға байланысты жабдықтардың 73% істен шығуына әкеледі (2024 жылғы тораптың тұрақтылығы туралы есеп).
IEEE 519-2022 кернеудегі жалпы гармоникалық искажениены (THD) <5% және ток үшін <8% шектейді, ал EN 50160 төменгі кернеулі желілерде кернеудің ±10% ауытқуына рұқсат етеді. Сәйкестік трансформатордағы гармоникалық шығындарды 25% азайтады және желіге қосылатын күн энергиясы/жел жүйелерімен үйлесімділікті қамтамасыз етеді.
Жоғары сапалы тарату панельдері жуық шамамен толық өткізгіштікке ие болатын өнеркәсіптік деңгейдегі мыс шинадан жасалған және стандартты мәндерден шамамен 2% аспайтын кернеуді бақылаудың бірнеше сатыларын қамтиды, сонымен қатар соңғы IEEE стандарттарының нұсқаулықтарына сәйкес келеді. Қазіргі заманғы жүйелер кернеу стабилизаторлары, гармоникалық сүзгілер мен электр жүктемесі тұрақсыз өзгерген кезде зауыттар мен цехтарда жиі кездесетін кернеудің көпшілік мәселелерін шешуге көмектесетін құрылғылар сияқты әртүрлі компоненттерден тұрады. Бұл панельдер 50-60 герц жиілік диапазонындағы кедергі өзгерістерін 0,01 омнан төменге дейін азайтқан кезде компьютерлік басқарылатын өндірістік құралдар мен бағдарламаланатын логикалық контроллерлер сияқты сезімтал машиналарға тұрақты электр қуатын жеткізеді. Бұл тұрақтылық күнбе-күн сезімтал электрондық жабдықтармен жұмыс істеу үшін үлкен маңызға ие.
2023 жылғы жылулық бейнелеу туралы зерттеу шинаның дизайны туралы қызықты нәрсе көрсетті. Инженерлер ток жолдарын жай ғана жазық емес, алмаспалы түрде жасаған кезде, шынында да кернеудің төмендеуін шамамен 40% дейін азайтады. Жаңа озық панельдер 5 мкОм-нан төменгі контактілік кедергісі бар сығу баспалдақтарымен жабдықталған. Сонымен қатар, қиын 150% дейінгі асыра жүктеме жағдайларында да ток тығыздығын квадрат миллиметріне 1,5 А-ден аспайтындай етіп ұстауға мүмкіндік беретін қабаттасқан өткізгіштердің орналасуы бар. Бұл бәрі не мағынаны білдіреді? Бұл кернеудің 8%-дан аса төмендеуін болдырмауға көмектеседі және біз тәжірибеден білеміз, мұндай төмендеулер ел бойынша өндірістік объектілердегі болжамсыз тоқтап қалулардың шамамен төрттен бірін тудырады.
Бүгінгі күні тарату панельдері әрбір секундына 10 000 үлгі алу жылдамдығымен кернеу көрсеткіштерін өлшейтін IoT-сезімтал құрылғылармен жабдықталған. Бұл көрсеткіштер тікелей 10 миллисекунд ішінде конденсаторлық қондырғылар мен трансформатордың сатыларын реттейтін ақылды алгоритмдерге жіберіледі. Еуропалық энергетика агенттігінің 2023 жылғы соңғы есебіне сәйкес, осындай жүйелерді енгізген өнеркәсіптік объектілерде барлығы бір уақытта электр энергиясын тартқандағы қиын шыңдық сұраныс сағаттарында кернеудің тербелісі жуық екі есе азайды. Бұл технологияның ерекшелігі – қуат коэффициенті 0,9-дан төмендеген кезде автоматты түрде маңызды емес жүктемелерді азайта алатындығында, бірақ негізгі операциялар +/- 1% кернеу диапазонында тегін әрі сенімді жұмыс істеуін сақтайды. Осындай дәлдік қиын желілік жағдайларда да тұрақты электрмен қамтамасыз етуді сақтауға көмектеседі.
Бүгінгі күні өнеркәсіптік жүйелер бүгінде барлық жерде кездесетін сызықты емес жүктемелерге байланысты гармоникалық бұрмалаумен негізінен айналысады – жиілікті реттейтін жетектерді (VFD), дәнекерлеу құрылғыларын, тіпті LED шамдарды елестетіңіз. Мұндай құрылғылар синусоидалық толқындардың орнына электр энергиясын қысқа сериялармен тартады, бұл қатты әсер ететін гармоникалық жиіліктерді туғызады. Бұл жиіліктер нейтралды өткізгіштердің артық жүктеме алуына және трансформаторлардың қажеттен гөрі қатты жұмыс істеуіне әкеледі. EPRI-дың 2023 жылы жариялаған зерттеуіне сәйкес, гармоникамен байланысты жабдықтардың шамамен екі үштен бірі (яғни 68%) шынында да өнеркәсіптік қуат түрлендіргіштерінен туындайды. Жақсы жағы – нарықта шешімдер бар. Дәлдікпен тарату панельдері пассивті сүзгілер мен изоляциялық трансформаторларды қосу арқылы бұл мәселені тікелей шешеді. Бұл компоненттер жоғары жиілікті токтарды электр желісінің барлық жеріне таралмас бұрын тоқтатады.
Жалпы гармоникалық искажение кернеу/токтың идеал синусоидалық сипаттамалардан ауытқуын сандық бағалайды. IEEE 519-2022 стандарттары өнеркәсіптік объектілер үшін кернеу бойынша THD-ны 5% төмен және ток бойынша 8% төмен ұстауды ұсынады. Интегралдық электр сапасы анализаторлары бар заманауи тарату панельдері мыналар арқылы нақты уақыт режимінде THD-ны бақылауға мүмкіндік береді:
Жартылай өткізгіштерді өндіру зауыты EUV литографиялық жабдықтардың қайталанатын тоқтап қалуына әкелген 12% кернеу THD-сын байқады. Белсенді гармоникалық сүзгілер мен бөлек тізбектер тобы бар арнайы тарату панелін орнату нәтижесінде қол жеткізілді:
| Параметр | Алдын ала | Соңырақ | Сәйкестік мақсаты |
|---|---|---|---|
| Кернеу бойынша жалған пайызы (%) | 12.2 | 2.8 | ≤ 5 (IEEE 519) |
| Бейтарап ток (A) | 185 | 42 | ≤ 100 |
| Энергия шығыны (%) | 9.7 | 1.4 | - |
Жабдық тоқтап тұруы мен энергияның кетуін азайту есебінен әр жылғы $185,000 үнемдеу оптимизацияланған панельдің жобалауы гармоникалық бөгеулерді жоюға мүмкіндік беретінін және жұмыс істеу үздіксіздігін сақтайтынын көрсетті.
Әдетте AHF деп аталатын белсенді гармоникалық сүзгілер электр жүйелерінде сызықтық емес өнеркәсіптік жүктемелерден туындайтын қиындық туғызатын гармоникалық бұрмалауларды бақылап отырады. Мұндай ақауларды анықтаған кезде сүзгілер оларды болдырмау үшін дер кезінде қарсы токтар шығарады. Бұл процестің нәтижесінде жалпы гармоникалық бұрмалау (THD) деңгейі 5% төмен түседі, ал бұл IEEE 519 стандарттарына сәйкес келу үшін өте маңызды. Көптеген қондырғылар осы сүзгілерді параллель конденсаторлармен пайдаланады, себебі олар реактивті қуат қажеттіліктерін басқаруға көмектеседі. Трансформаторлар мен басқа да электр құрылғыларындағы жылу жиналуын азайтуда бұл комбинация өте жақсы нәтиже береді. AHF пен конденсаторлардың интеграцияланған жүйелерін орнатқан өндірістік зауыттар дәстүрлі пассивті әдістерге қарағанда гармоникалық түзетуді шамамен 63% жылдам орындайтынын хабарлайды.
Бүгінгі электр энергиясын тарату жүйелері көбінесе реактивті қуатты қажетті мөлшерде басқару үшін статикалық VAR компенсаторларын немесе SVC-терді синхронды конденсаторлармен бірге пайдаланады. Бұл компоненттер қуат коэффициентін тұрақты түрде 0,95-тен жоғары ұстауға көмектеседі, яғни электр компаниялары қосымша ақы талап етпейді және желілер бойынша берілетін энергияның шамамен 18-22 пайызы үнемделеді. 2023 жылы болат өндіретін зауыттар бойынша жүргізілген соңғы зерттеулер де қызықты нәтиже көрсетті. Осындай SVC құрылғылары іске қосылған кезде, олар сұраныс ең жоғары деңгейге жеткен кезде кернеудің тұрақтылығын шамамен 27 пайызға жақсартты. Мұндай өнімділікті арттыру тек шоттар бойынша шығындарды үнемдеуге ғана емес, сонымен қатар өнеркәсіптік жабдықтардың жөндеу немесе ауыстыру қажет болмайтын уақытты ұзартуға көмектеседі.
STATCOM сияқты FACTS құрылғылар реактивті қуатты шығару немесе қажет болған кезде тарту арқылы электр желісіндегі кернеуді өзгертумен басқаруға көмектеседі. Бұл жүйелер жел немесе күн сияқты жаңартылатын көздерден туындайтын тербелістер болса да, желі кернеуін қалыпты деңгейден плюс-минус 1 пайыздан аспайтындай етіп тұрақты ұстай алады. Мысалы, Техаста орналасқан ірі бір күн электр станциясы өз инфрақұрылымына STATCOM технологиясын енгізгеннен кейін кернеудің тұрақсыздығына байланысты мәселелердің саны едәуір төмендеді. Мұндай ақаулардың саны шамамен 90 пайызға дейін азайды, бұл электр энергиясының үйлер мен кәсіпорындарға берілуінің сенімділігі үшін үлкен маңызы бар.
AHF, STATCOM және болжауыш басқару алгоритмдерін біріктіретін жүйелер дәстүрлі орнатылымдармен салыстырғанда кернеудің тұрақтылығын 40% жоғарылатады (ElectroTech Review 2024). Бұл интеграцияланған тәсіл өте маңызды процестердегі кернеудің 92%-ын төмендетеді немесе шектейді және EN 50160 электр энергиясының сапасына қойылатын талаптарымен сәйкес келеді.
Бүгінгі күннің озық тарақталу панельдері жүктеме үлгілерін бақылауға, кернеу деңгейлерін тексеруге және шамамен әрбір 50-100 миллисекунд сайын гармоникалық искажениларды анықтауға қабілетті нақты уақыт режиміндегі энергиямен басқару жүйелерімен жабдықталған. Зерттеулерге сәйкес, Energy Systems Journal журналының өткен жылғы мәліметтері бойынша, бұл ақылды жүйелер PLC және интернетке қосылған сенсорлар арқылы электр энергиясының таралуын реттеп, ескі тұрақты жүйелермен салыстырғанда шығындалатын энергияны шамамен 18% дейін азайтады. Мысалы, Германиядағы тамақ өнеркәсібі зауыты осы ақылды жүктеме шектеу стратегияларын енгізгеннен кейін шыңдағы сұраныс бағасын шамамен 22% азайтты, бұл стратегиялар кернеу қорының төмендеуі жағдайында маңызды жабдықтарды автоматты түрде қорғайды.
Қоспаны қуаттандыру жүйелерінде жаңартылатын энергия көздері әдеттегі желілік қуатпен араласқан кезде арнайы басқару панельдері тұрақтылықты сақтау үшін DC байланыс кернеуін реттейді. Бұл дамыған инверторлар күн сәулесінің интенсивтілігінде немесе жел қозғалтқыштары күтпеген уақытта азырақ қуат өндірген кезде болатын сәтті өзгерістер кезінде де DC шина кернеулерін мақсатты мәндерінің шамамен плюс-минус 1 пайызында ұстап тұруға жақсы қол жеткізеді. Мұндай тұрақтылық болмаса, компьютерлік басқарумен жабдықталған өндірістік құралдар сияқты сезімтал механизмдерге әртүрлі проблемалар туындауы мүмкін. Бұл тек техникалық емес, сонымен қатар нақты ақша мәселесі де. Ponemon Institute-тің 2023 жылғы зерттеуіне сәйкес, 2 пайыздан асатын кернеудің шағын тербелісі осындай жүйелерге тәуелді компаниялар үшін жылына шамамен жеті жүз қырық мың доллар шығынға әкелуі мүмкін.
Бүгінгі күні көптеген алдыңғы қатарлы өндірушілер өз операцияларына машиналық оқуды енгізуді бастады. Бұл ақылды жүйелер өткен уақыттағы электр энергиясы сапасының деректерін талдап, мәселелер пайда болар алдында оларды анықтауға тырысады. Өткен жылы Оңтүстік Кореяда жартылай өткізгіштер жасайтын зауыттарда өткізілген қызықты сынақ нәтижесінде елеулі жетістіктерге жетті. АИ панельдері кернеу бұрмалауды шамамен 8,2%-дан 3,1%-ға дейін қысқартты. Қалай? Негізінен гармоникалық сүзгілерді алдын ала реттеп, өндіріс басталар кезде бәрі тегіс жұмыс істеді. Шынымен тамаша табысы — бұл жүйелер уақыт өте келе үнемі жақсарып отырады. Алгоритмдер тұрақты бақылаусыз өздері оқиды және әр ай сайын мәселелерді болжау дәлдігі шамамен 0,8% жақсарып отырады. Мұндай үздіксіз жақсару тұрақты операцияларды қолдауда үлкен айырмашылық жасайды.
Электр энергиясының сапасы деген не? Қуат сапасы кернеу, жиілік және гармоникалар тұрғысынан электр энергиясының тұрақтылығын білдіреді, бұл өнеркәсіптік жұмыс істеуге әсер етеді.
Өнеркәсіптік жүйелер үшін кернеудің тұрақтылығы неге маңызды? Кернеудің тұрақтылығы жабдықтарға жобаланған диапазонда қуат берілуін қамтамасыз етеді, сезімтал механизмдерде ақаулардың пайда болуын болдырмау және тоқтауларды азайту үшін.
Дәлме-дәл тарату панельдері кернеуді реттеуге қалай көмектеседі? Дәлме-дәл тарату панельдері кернеу деңгейлерін басқару үшін өнеркәсіптік сыныптағы компоненттерді пайдаланады, кедергі өзгерістерін азайтады және қуаттың тұрақты берілуін қамтамасыз етеді.
Қуат сапасына қатысты жиі кездесетін мәселелер қандай? Жиі кездесетін мәселелерге кернеудің төмендеуі, артуы және тербелістер жатады, олар өнеркәсіптегі жабдықтардың шамалы ақауларының маңызды пайызын құрайды.
Қызықты жаңалықтар2025-02-27
2025-02-27
2025-02-27
2024-12-12
2024-09-26
2024-09-05
Langsung Electric 20 жылдан бірі электр техникасын салуға арналған көрпіріс құрылғыларын өндіруде дүниежүзік әрібасы болып табылады. Біз Африка, Еуропа және Америка континенттеріндегі әртүрлі индустриялық секторларға Схneider-ге растаулы қуатты, інновациялық шешімдер ұсынамыз.
Барлық тәуелсіздік © 2025 жылы, Харбин Ланьсун Электрик Компаниясы шағында Жекелік саясат
EN
