Цахилгааны чанар гэдэг нь хүчдэл, давтамж болон хэн нэгэнд ч хэрэггүй байдаг гармоникууд шиг зүйлсийн хувьд цахилгааны тогтвортой байдлыг хэлнэ. Цахилгааны чанар буурвал, ялангуяа IEEE-ийн 2022 оны стандартын дагуу хүчдэл 90%-иас багасвал, нийт үйлдвэрлэлийн шугам зогсох аюултай. Мөн үйлдвэрүүд энерги зарцуулалтаараа жилд дунджаар 12%-18% илүү зардал гаргадаг бөгөөд моторууд энэ нөхцөлд урт хугацаагаар ажиллах чадваргүй болдог. Ихэнх үйлдвэрийн үйл ажиллагаа бүх зүйлсийг зохистой явуулахын тулд тархалтын самбаруудаа ихээхэн хамаардаг. Зохистой чанарын стандартыг дагаж мөрдөх нь зөвхөн сайн дадал болохдоо л дуусахгүй. Понемоны институт 2023 онд гаргасан тайлангийн мэдээгээр түр зуурын цахилгааны асуудлууд нь үйлдвэрлэгчдэд жилд дунджаар 200 мянган долларын алдагдал учруулдаг. Энэ хэмжээний мөнгө бизнесийн эзэн хувь нь ашиг орлогынхаа талаар бодолдоо авч үзэх үед хурдан хурдан нэмэгддэг.
Хүчдэл тогтвортой байх нь тоног төхөөрөмжүүд зориулж хийгдсэн хүчдэлийн түвшинд ойролцоогоор 5% доторх цахилгаан эрчим хангамж авдаг болгох ба энэ нь PLC болон бидний итгэл найдвар тавьдаг манай үед хэрэглэгддэг ариун гар зэрэг мэдрэг тоноглолд асуудал үүсэхээс сэргийлдэг. Хэрэв зүйлс тогтворгүй болдоо, муу зүйлс маш хурдан гарч ирдэг. Жишээ нь CNC машинуудыг авч үзье - хэрэв хүчдэл 15%-иар буурвал 8-12 цагийн турш бүх үйлдвэрлэлийн шугам зогсох магадлалтай. Ийм зогсонги таталт нь мөнгөний алдагдалд хүргэдэг! Үүнээс гадна, сайн хүчдэлийн түвшинийг барих нь энерги хэмнэхэд ч бас тусалдаг. Зарим судалгаа нь IEEE-ийн хүчдэлийн мужид ажилладаг системүүд нийтдээ ойролцоогоор 9% бага цахилгаан хэрэглэдэг гэж зааж байна. Энэ нь логик юм, учир нь бүх зүйл муу цахилгааны чанарын эсрэг тэмцэж байхгүй үед илүү сайн ажилладаг.
Эдгээр асуудлууд нь хүнд үйлдвэрт цахилгаан хангамжтай холбоотой тоног төхөөрөмжийн 73%-ийг эзэлдэг (2024 оны Сүлжээний Тогтвортой Байдлын Тайлан).
IEEE 519-2022 нь нийт гармоник искэрийг (THD) хүчдэлд <5%, гүйдэлд <8% хүртэл хязгаарладаг, харин EN 50160 нь бага хүчдэлийн сүлжээнд ±10% хүртэл хүчдэлийн хэлбэлзлийг зөвшөөрдөг. Эдгээр шаардлагад нийцсэн тохиолдолд трансформаторын гармоникоос үүдэлтэй алдагдал 25%-иар буурч, нарны/салхины цахилгаан станцуудтай нийцэлтэй байдлыг хангана.
Өндөр чанарын хуваарилалтын самбарууд нь бараг төгс дамжуулалт бүхий аж үйлдвэрийн зэрэглэлийн зэсэн шингоор ажилладаг бөгөөд стандарт утгуудаас ойролцоогоор 2% хазайх хүрээнд хүчдэлийг хянах олон шатлагуудыг агуулдаг бөгөөд сүүлийн үеийн IEEE стандартын зааврын дагуу ажилладаг. Орчин үеийн системүүд хүчдэлийн стабилизатор, гармоник шүүлтүүр, гэнэт хүчдэл ихсэхийг зохицуулах төхөөрөмжүүдийг оруулсан янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр хангагддаг. Эдгээр нь үйлдвэрийн газрууд, үйлдвэрийн цехүүдэд ачаалал тогтмол өөрчлөгдөх үед тохиолддог ердийн хүчдэлийн асуудлуудыг шийдвэрлэхэд тусалдаг. Эдгээр самбарууд 50-60 герцийн ердийн давтамжийн мужид ерөнхий эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг 0.01 омын доор багасгахад компьютерийн удирдлагат үйлдвэрлэлийн хэрэгслүүд болон програмчлаж болох логик контроллерууд шиг мэдрэг тоног төхөөрөмжүүдэд тогтвортой цахилгаан эрчим хүч нийлүүлдэг. Энэхүү тогтвортой байдал нь мэдрэг цахилгаан хэрэгслийг өдөр бүр ашиглан ажиллаж буй үйл ажиллагааны хувьд маш их ялгаатай болно.
2023 оны дулааны зураглалын судалгаа нь шугамын загварчлалын талаар сонирхолтой зүйлийг харуулсан. Инженерүүд эдгээр газрын замын гүйдлийн замыг зөвхөн талбай биш, харин цоорхон байдлаар үүсгэх үед тэд 40% орчим хүртэл хүчдэлийн уналтыг бууруулдаг. Шинэ дэвшилтэт самбарууд нь 5 микроом-оос доош контакт эсэргүүцэлтэй шахах лугнуудтай ирдэг. Мөн тусгалд өртөх 150%-ийн ачааллын хүнд нөхцөлд ч гэсэн квадрат миллиметр тутамд 1.5 амперээс доош гүйдлийн нягтыг хадгалж чаддаг давхардсан дамжуулагчийн байгууламжууд байдаг. Энэ юу гэсэн үг вэ? Энэ нь хүчдэлийн уналт 8%-оос их болохыг саатуулдаг бөгөөд бидний туршлагаас үзэхэд ийм уналт нь улсын хэмжээнд үйлдвэрлэлийн байгууламжуудад гарч буй хүлээгдээгүй зогсонгилох явдлын дөрөвний нэгийг шалтгаалдаг.
Өнөөгийн тархалтын самбарууд нь секунд тутамд 10,000 удаа хүчдэл хэмжих чадвартай IoT сенсоруудтай хангагддаг. Эдгээр хэмжилтүүд шууд оюунлаг алгоритмууд руу илгээгдэж, конденсаторын бүлгүүд болон тап-чанжеруудыг зөвхөн 10 миллисекундын дотор тохируулдаг. Европын Эрчим хүчний агентлагийн 2023 оны саяхны тайлангийн мэдээллээр, ийм системийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрийн газруудын хүчдэлийн хэлбэлзэл нь бүх хэрэглэгчид зэрэг цахилгаан хэрэглэх хэцүү оргил ачааллын үеийн хугацаанд бараг гуравны хоёроор буурсан байдаг. Энэ технологийг ялгагч зүйл бол цахилгаан эрчим хүчний коэффициент 0.9-өөс доош унах үед шаардлагагүй ачааллыг автоматаар бууруулах чадвар юм. Гэсэн хэдий ч чухал үйл ажиллагаанууд +/- 1% нарийн хязгаартай хүчдэлийн хооронд гладиаж үргэлжлүүлдэг. Ийм нарийн нарийвчлал нь хэцүү торны нөхцөл байдалд ч баталгаат цахилгааны үйлчилгээг хангахад тусалдаг.
Орчин үеийн үйлдвэрийн системүүд хармоник буюу давтамжийн илүүдлийг голчлон шийдвэрлэх шаардлагатай болсон нь эдгээр шугаман бус ачааллуудын дараа зайлшгүй болсон тул юм. Жишээ нь: хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр (VFD), боолтны тоног төхөөрөмж, LED гэрлүүд. Эдгээр төхөөрөмжүүд цахилгааныг жигд синусойд долгионтойгоор биш харин богино цохилтоор авдаг тул ингавартай давтамж үүсгэдэг. Ингавартай давтамжууд нейтраль дамжууруудыг даацлах, хувиргагуурт хэт ачаалал өгөх зэрэг асуудалд хүргэдэг. EPRI-ийн 2023 онд нийтлэсэн судалгаагаар хармоникийн улмаас гарч буй тоног төхөөрөмжийн гэмтлийн бараг гурван хоёр нь (68%) үйлдвэрийн цахилгаан хувиргаас үүдэлтэй байдаг. Сайн мэдээ бол энэ асуудлыг шийдвэрлэх арга замууд бий. Наижийн тархаалтын самбарууд энэ асуудлыг шууд шийдвэрлэхийн тулд пассив шүүлтүүрүүд болон тусгаарлагч хувиргацууртэйгээр өндөр давтамжийн гүйдлийг барьж, цахилгааны сүлжээнд тархахаас өмнө зогсоодог.
Нийт гармоник искерэл нь хүчдэл/гүйдлийн долгионы хэлбэрийн төгс синусан онцлогийнхаа хазайлтыг тоогоор илэрхийлдэг. IEEE 519-2022 стандартын дагуу аж үйлдвэрийн газруудад хүчдэлд 5%-иас доош, гүйдэлд 8%-иас доош THD-г байлгахыг зөвлөж байна. Интеграцит чанарын шинжилгээний төхөөрөмжтэй орчин үеийн хуваарилалтын самбарууд нь дараахь арга замаар бодит цагт THD-г хянах боломжийг олгодог:
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрт хүчдэлийн THD 12% байснаас шалтгаалан EUV литографийн тоног төхөөрөмж давтан зогссон. Идэвхт гармоник шүүлтүүр, тусгаарлагдсан хэлхээний бүлгүүдийг агуулсан захидалтын дагуух хуваарилалтын самбар суурилуулснаар дараах үр дүнд хүрсэн:
| Параметр | Өмнө нь | Дараа | Нийцсэн байдалд тавигдах шаардлага |
|---|---|---|---|
| Хүчдэлийн гармоник илрэлт (%) | 12.2 | 2.8 | ≤ 5 (IEEE 519) |
| Салангид гүйдэл (A) | 185 | 42 | ≤ 100 |
| Энергийн алдагдал (%) | 9.7 | 1.4 | - |
Тоног төхөөрөмжийн ажиллагаа зогсох, энерги алдагдах зэрэгт савуун самбарыг үр дүнтэй зохион байгуулснаар жилд $185,000 хэмнэсэн нь оптимизацид суурилсан самбарын дизайн хэрхэн гармоникийг бууруулах, үргэлжлүүлэн ажиллах боломжийг хангаж чаддагийг харуулж байна.
Идэвхтэй гармоник шүүлтүүрүүдийг ихэвчлэн AHF гэж нэрлэдэг бөгөөд эдгээр нь шулуун бус индустрийн ачааллаас үүсдэг доголдлын гармоник ивэлтүүдийг тогтмол хянах зориулалттай. Эдгээр асуудлыг илрүүлэх үед шүүлтүүрүүд бараг мөчид нь цахилгаан гүйдлийг цуцлах үйл явцыг эхлүүлдэг. Энэ нь нийт гармоник ивэлтийн түвшин (THD)-ийг 5%-иас бага болгох боломжийг олгодог бөгөөд компаний IEEE 519 стандартын шаардлагад нийцэх хувьд маш чухал ач холбогдолтой. Олон орчин нэмэлтээр эдгээр шүүлтүүрүүдийг параллель конденсаторуудтай хослуулдаг, учир нь эдгээр нь идэвхгүй чадлын шаардлагыг удирдахад тусалдаг. Энэ хослол нь трансформатор болон бусад цахилгаан багаж хэрэгслүүдэд дулаан цуглах үзэгдлийг багасгахад маш сайн үр дүнтэй ажилладаг. AHF болон конденсаторыг нэгтгэсэн системийг суурилуулсан үйлдвэрүүд уламжлалт пассив арга замаас 63% илүү хурдан гармоник засвар хийдэг болсон гэж тайлагнадаг.
Өнөөгийн цахилгаан хангамжийн системүүд нь синхрон конденсаторуудтай хамт статик VAR компенсатор эсвэл SVC-г цахилгааны идэвхигүй чадлыг шаардлагын дагуу удирдах зорилгоор ашигладаг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь чадлын коэффициентийг тогтмол 0.95-аас дээш байлгаж, цахилгаан компаниудаас нэмэлт төлбөр төлөх шаардлагагүй болгох бөгөөд дамжуулах шугамууд дахь энергийн алдагдал 18-22 хувийн хооронд багасгадаг. 2023 оны саяхан хийсэн судалгааны мэдээллээр харвал гальванизацийн үйлдвэрийн үед эдгээр SVC төхөөрөмжүүдийг ашигласнаар эрчим хүчний эрэлт хамгийн их өсөх үед хүчдэлийн тогтвортой байдлыг бараг 27 хувиар сайжруулсан байна. Ийм төрлийн ажиллагааны сайжрал нь зөвхөн зардлыг хэмнэх л биш харин индустрийн машин механизмийн ажиллах хугацааг уртасган, засвар, солилтоос хойшлон ажиллах боломжийг нэмэгдүүлдэг.
STATCOM зэрэг FACTS төхөөрөмжүүд нь цахилгаан сүлжээн дэх хүчдэлийн өөрчлөлтийг шаардлагатай үед идэвхгүй чадлыг нэмж эсвэл багасгаж зохицуулдаг. Эдгээр системүүд нь салхины эсвэл нарны шиг сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийн хувьд хэлбэлзэл гарсан ч чанарын түвшингээсээ дээш, доош нэг хувиар хэвийн түвшинд цахилгаан сүлжээний хүчдэлийг тогтвортой байлгах чадвартай. Жишээ нь, Техасын нэгэн том нарны энергийн суурилуулга STATCOM технологийг өөрийн байгууламжид нэмснээс хойш тогтворгүй хүчдэлтэй холбоотой асуудалд бараг 90 хувиар буурч, гэр хороод болон бизнесийн байгууллагад цахилгааныг илүү найдвартай хүргэхэд ихээхэн нөлөө үзүүлсэн.
AHF, STATCOM болон урьдчилан таамаглаж удирдах алгоритмуудыг нэгтгэсэн системүүдийн хувьд хүчдэлийн тогтвортой байдлын хувьд энгийн системүүдээс 40%-иар илүү үзүүлэлттэй байдаг (ElectroTech Review 2024). Энэхүү нэгтгэсэн арга зам нь чухал үйл явцад гарч буй хүчдэлийн уналт/өргөлтийг 92%-иар бууруулж, EN 50160 цахилгаан энергийн чанарын стандартын шаардлагатай нийцдэг.
Өнөөгийн дэвшилтэт түгээлийн самбарууд нь ачааллын загварыг хянах, хүчдэлийн түвшнийг шалгах, 50-100 миллисекунд тутамд гармоник искэрлийг илрүүлж чаддаг бодит цагийн энерги удирдлагын системтэй ирдэг. Эдгээр оюунлаг системүүд PLC болон интернетэд холбогдсон сенсоруудын тусламжтайгаар цахилгаан эрчим хүчний тараалтыг тохируулж, Energy Systems Journal саяхны судалгаагаар хуучин тогтмол системүүдтэй харьцуулахад 18% орчим энергийн алдагдлыг бууруулдаг. Жишээ нь Германы хоолны үйлдвэрт интеллект чадамжтай ачаалал бууруулах стратегийг нэвтрүүлснээр хүчдэлийн хангамжийн уналт үед үндсэн машин тоног төхөөрөмжийг автоматаар хамгаалах боломжтой болсон бөгөөд үүний дүнд дээд эрчим хүчний зардал 22% буурчээ.
Солирдог эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг гибрид системд ердийн торны цахилгаантай холих үед тусгай удирдлагын самбарууд нь ТТ холболтын хүчдэлийг зохицуулан зүйлсийг тогтвортой байлгадаг. Эдгээр дэвшилтэт инвертерүүд нарны гэрэлтэй байдлын хурдан өөрчлөлт эсвэл салхины турбинаас хүчдэл үлдэгжихийн хамааралгүйгээр ТТ шугамын хүчдэлийг зорилтот утга орчимд нь (ойролцоогоор ±1 хувь) тогтвортой байлгах сайн ажиллагаатай байдаг. Ийм тогтвортой байдлын үндсэн дээр компьютерээр удирдагдах үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж зэрэг мэдрэмтгий тоноглолд олон төрлийн асуудал үүсэх боломжтой. Энэ нь мөнгөний хувьд чухал ач холбогдолтой юм. Ponemon Institute-ийн 2023 оны судалгаагаар харахад хүчдэлийн жижиг хэлбэлзэл (2 хувь буюу түүнээс дээш) нь ийм системүүдэд хамааралтай компаниудын жилийн турш үйлдвэрлэлийн цагийн алдагдалд дунджаар долоон зуун дөчин мянган ам.долларын алдагдал учруулдаг.
Одоо үед олон дээд түвшний үйлдвэрлэгчид машин сургалтыг үйл ажиллагаанд нь нэвтрүүлж эхэлсэн. Эдгээр ухаалаг системүүд хуучин цахилгааны чанарын өгөгдлийг шалгаж, асуудал гарахаас өмнө илрүүлэхийг оролддог. Өнгөрсөн жил Үзүүрийн Кореод хийсэн сонирхолтой туршилт байсан ба тамхи үйлдвэрлэдэг үйлдвэрүүд маш сайн үр дүн гаргасан. Хиймэл оюун ухааны самбарууд хүчдэлийн деформацийг 8.2%-иас 3.1%-рүү бууруулсан. Яаж гэвэл тэд үйлдвэрлэл эхлэхээс өмнө гармоник шүүлтүүрийг урьдчилан тохируулж, бүх зүйл илүү гладкийн дагуу ажилласан. Хамгийн гайхалтай зүйл бол ийм системүүд цаг тутамдаа сайжирч байгаа юм. Алгоритмууд байнга хяналт шалгалтгүйгээр өөрсдөө суралцдаг бөгөөд сар бүр асуудлыг урьдчилан таамаглах нарийвчлалыг 0.8%-иар сайжруулдаг. Ийм тасралтгүй сайжрал нь тогтвортой үйл ажиллагааг хангахад томоохон ялгааг бий болгодог.
Эрчим хүчийн хөдөлгөөн юу вэ? Цахилгааны чанар гэдэг нь хүчдэл, давтамж болон гармоник хувьсагчийн хувьд цахилгааны тогтвортой байдлыг хэлэх бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг.
Үйлдвэрийн системд хүчдэлийн тогтвортой байдал яагаад чухал вэ? Хүчдэлийн тогтвортой байдал нь тоног төхөөрөмжүүд зориулалтын хүрээнд цахилгаан хангамжийг авах боломжийг олгох бөгөөд мэдрэг тоноглолд асуудал үүсэхээс сэргийлж, зогсонги байдлыг бууруулдаг.
Нарийвчлалтай тараах самбарууд хүчдэлийг зохицуурахад яаж тусалдаг вэ? Нарийвчлалтай тараах самбарууд нь хүчдэлийн түвшинг удирдах үйлдвэрийн зэрэглэлийн компонентуудыг ашиглан эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг хамгийн бага болгох ба тогтмол цахилгааны хангамжийг хангана.
Цахилгааны чанарын талаарха түгээмэл асуудлууд юу вэ? Түгээмэл асуудлуудад хүчдэлийн уналт, өргөлт болон хэлбэлзэл ордог бөгөөд эдгээр нь үйлдвэрийн салбарт тоног төхөөрөмжийн гэмтлийн ихэнх хувийг эзэлдэг.
Халуун мэдээ2025-02-27
2025-02-27
2025-02-27
2024-12-12
2024-09-26
2024-09-05
Langsung Electric нь 20 жилд олон жишээний арга хэмжээний үйлдвэрлэгч болохыг зорьсон. Бид Африк, Европ, Америк гурван континент дээрх өөрөөсөө ялгарсан байгууллагуудад Schneider-ийн стандартанд хандах шинэ шийдлийг олгоно.
Хятад орны Хайлар хот, Хэйлунцjang Province, Xингхай гудамж 19-р дугаар
Эмнэлэг © 2025 Хайлар Лангсунг Электрик Компанийн хамгаалагдсан Нууцлалын бодлого
EN
