K-фактор

Опубликовано: 20 Декабрь 2012

K-фактор

Некоторые трансформаторы (как сухого типа, так и с жидким диэлектриком) сегодня предлагаются с тем, что называется допустимым k-фактором. Это мера способности трансформатора выдерживать тепловые эффекты гармонических токов, порождаемых многими видами сегодняшнего электронного оборудования и некоторым электрическим оборудованием. Из-за проблем, связанным с гармониками, в конце 1980-х годов ANSI/IEEE сформулировал стандарт  C57.110-1986, "Рекомендуемые методы определения способности трансформатора при несинусоидальных токах нагрузки".  Этот стандарт применим к трансформаторам класса до 50 МВА, когда эти устройства подвергаются воздействию несинусоидальных токов нагрузки, имеющих гармонический фактор, превышающий 0.05 на единицу, выражаемый в процентах значения базовой единицы. (Гармонический фактор определяется, как отношение фактического значения всех гармоник к фактическому значению фундаментальной частоты 50 Гц.)
В декабре 1990 года, Лаборатории США по технике безопасности объявили список обычных и силовых трансформаторов сухого типа, подверженных влиянию несинусоидальных токов, в соответствии с упомянутым стандартом ANSI/IEEE C57.110-1986.  Целью этого "списка расследования" было подвергнуть трансформаторы тестированию для выявления воздействия определенных факторов на среднеквадратичное значение тока при гармониках определенных порядков, проведя его таким способом, который бы коррелирован с тепловыми потерями. Факторы, вовлеченные в это тестирование, получили совместное наименование k-фактора.
Трансформаторы, отвечающие требованиям k-фактора, также имеют отношение к необходимости обеспечения более высоких нейтральных токов. Поскольку нейтральный ток может оказаться заметно больше, чем фазовый ток, то нейтральные контакты трансформатора иногда удваиваются в размере, чтобы обеспечить подключение дополнительных нейтральных кабелей потребителя. Важно понимать влияние, вызываемое гармоническими токами.
Для компенсации циркулирующих гармонических токов используются увеличенные в размере первичные проводники. Вторичным проводникам также уделяется особое внимание. Когда частота увеличивается до 180 Гц (как в случае с 3-ей гармоники) и даже выше, более явным становится поверхностный эффект (при котором ток начинает двигаться, в основном, по внешней поверхности проводника). Чтобы компенсировать это, обмотки составляются из нескольких проводников меньшего размера, что приводит к увеличению общего поверхностного слоя всех проводников. Конструкция трансформатора также включает в себя снижение потока в магнитопроводе для компенсации искажения гармоник напряжения.
Для определения того, какой k-фактор используется при спецификации трансформатора при разработке электрической системы для организации электроснабжения, нужно идентифицировать включаемое в систему оборудование, производящее гармоники. Затем нужно получить гармонический спектр и связанные амплитуды, порождаемые этим оборудованием у его производителя.
Предупреждение: Следует проявлять осторожность при использование трансформаторов с очень низким импедансом, имеющих оценку k-фактора, особенно, если они имеют оценку k-20 и выше. Такие трансформаторы с низким импедансом могут, в сущности, усугубить проблемы гармоник нейтрального тока, и даже вызвать сбои в функционировании нагрузок определенных типов, вплоть до повреждения оборудования. Использование трансформаторов с аномально низким импедансом будет значительно усиливать нейтральный ток, и, тем самым, устранять некоторые из преимуществ удвоения нейтральных проводников. Важно, чтобы изоляция, которую использует трансформатор для нагрузок с высокими гармониками, имела нормальный (от 3% до 6%) импеданс. Некоторые известные инженеры убеждены, что неправомерно специфицировать трансформаторы с оценкой k-20, и выше для нагрузок коммерческих офисов. Если гармоники имеют такую большую величину, и предполагается использование трансформатора с оценкой k-20 и выше, до должно быть уделено особое внимание тому, чтобы импеданс устройства был не ниже 3%.

В начало рекомендаций по выбору.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки: ,

Оставить отзыв