Harmonikusok, K-faktor és transzformátorok: amikor a nem-lineáris terhelések csökkentést igényelnek
Az inverterek, egyenirányítók, UPS rendszerek és LED meghajtók harmonikus áramokat injektálnak, amelyek a transzformátort jobban felmelegítik, mint amit az RMS áram sugall. Hogyan számítják a K-faktort, mikor elegendő egy standard transzformátor és mikor kell csökkenteni.
Egy 1 000 kVA-ra minősített transzformátor 1 000 kVA szinuszos 50 Hz áramra van minősítve. Táplálja ugyanazzal az RMS árammal 50 Hz-en plusz 5., 7. és 11. harmonikusokkal, és a tekercsveszteségek észrevehetően megnőnek, mert a örvényáram-veszteségek a frekvencia négyzetével nőnek. Ez az oka a K-faktornak és a "harmonikus csökkentésnek", amelyet az adatközpontokban és ipari specifikációkban talál.
Honnan származnak a harmonikusok
- Hat-pulzusos egyenirányítók és változó sebességű hajtások: 5. és 7. harmonikusok, THDi 30–80 % szűrők nélkül.
- UPS rendszerek és szerver tápegységek: 3. (a semlegesben!), 5., 7.
- LED és fénycsöves világítási meghajtók.
- PV és akkumulátoros inverterek: a modern egységek jól 5 % THDi alatt vannak, és általában nem okoznak problémát.
A K-faktor
A K-faktor (UL 1562 / IEEE C57.110) minden harmonikus áramot a sorrendének négyzetével súlyoz:
K = Σ (Ih / I1)² · h² ahol h = 1, 2, 3, …
Egy tiszta szinuszhullámnak K = 1. Egy 20 % 5. és 14 % 7. harmonikust tartalmazó terhelés K ≈ 1 + 0.04·25 + 0.02·49 ≈ 3. Az európai megfelelője a "K faktor" az EN 50464-3 / IEC 61378-ban, amely csökkentési faktort eredményez, nem pedig transzformátor osztályt.
| K-faktor | Tipikus terhelés | Standard transzformátor kapacitás |
|---|---|---|
| 1 | Motorok, fűtés, izzós világítás | 100 % |
| 4 | IT berendezésekkel rendelkező irodák, vegyes hajtások | ≈ 85–90 % |
| 13 | Adatközpont, UPS-dominált terhelés, hegesztés | ≈ 70–75 % |
| 20 | Egyenirányító üzemek, nagy hajtórendszerek | ≈ 60 % |
Három módja a kezelésének
- Csökkentse egy standard egység teljesítményét. Egy 700 kVA K-13 terheléshez válasszon egy 1 000 kVA transzformátort. Egyszerű, és a nagyobb egységnek alacsonyabb uk-hoz kapcsolódó feszültségtorzítása is van. Gyakran a legolcsóbb megoldás a PNACHO minősítésekhez, mivel a következő méret kevesebbe kerül, mint egy speciális tervezés.
- Specifikáljon egy K-minősített tervezést. Átfordított vagy fólia LV tekercsek, nagyobb semleges vezető (a 3. harmonikus terhelésekhez a fázisáram 173 %-áig), megerősített hűtés. Hosszabb szállítási idő; indokolt nagy adatközpontok esetén.
- Szűrjön a forrásnál. Aktív harmonikus szűrők vagy 12-pulzusos hajtások csökkentik a THDi-t 5 % alá, és a transzformátor szinte szinuszos áramot lát. Általában a legköltséghatékonyabb megoldás 1 MVA felett.
A harmonikusok enyhén növelik a terhelés nélküli veszteségeket is (a feszültség harmonikusok növelik a magveszteségeket) és a zajszintet. Ha egy transzformátor hangosabban zúg, mint amit az adatlapja sugall, ellenőrizze a feszültség THD-t, mielőtt a transzformátort hibáztatná.
PNACHO transzformátorok számára
Mindkét sor kezeli a szokásos kereskedelmi és ipari terhelések harmonikus tartalmát (K ≤ 4) a névleges teljesítményükön. UPS-dominált vagy egyenirányító terhelések esetén küldje el nekünk a harmonikus spektrumot vagy a terhelésvizsgálatból származó K-faktort; mi kiválasztjuk a megfelelő tartományt a megfelelő tartalékkal – például egy PNACHO-D egy mérettel nagyobb AF ventilátor készlettel, amely pontosan ott ad hűtési tartalékot, ahol a harmonikus veszteségek megjelennek.
További olvasnivaló: Transformer K-Factor: The Key to protection against harmonics (energeks.com, EN) · Współczynnik K transformatora: Klucz do ochrony przed harmonicznymi (energeks.pl, PL)
Kérjen ajánlatot PNACHO transzformátorára
Küldje el a teljesítményt, a feszültségeket és a telepítés helyét – mérnökeink kiválasztják a megfelelő konfigurációt, és 24 órán belül ajánlatot küldenek.