電気システムの高調波歪みは、特に海洋アプリケーションの厳しい環境において、永続的な課題です。船舶用変圧器の大手サプライヤーとして、当社は船舶用変圧器における高調波抑制の重要性を理解しています。このブログ投稿では、船舶用変圧器の高調波抑制の要件を詳しく掘り下げ、これらの要件の背後にある理由、関連する規格、および当社が提供する技術ソリューションを探ります。
高調波抑制が船舶用変圧器で重要な理由
海洋環境では、電気システムは複雑で敏感です。船舶用変圧器は、さまざまな船上機器のニーズを満たすために電圧を昇圧または降圧する、配電において極めて重要な役割を果たします。ただし、可変周波数ドライブ (VFD)、パワー エレクトロニクス、照明システムなどの非線形負荷が存在すると、電気ネットワークに高調波が導入される可能性があります。
高調波は、電源の基本周波数の整数倍です。一般的な 50 Hz または 60 Hz の電力システムでは、高調波がさまざまな問題を引き起こす可能性があります。まず、変圧器の過熱を引き起こす可能性があります。高調波によって追加の熱が発生すると、変圧器の絶縁寿命が短くなり、早期故障のリスクが高まります。次に、高調波は電圧歪みを引き起こす可能性があり、搭載されている他の電気機器の性能や信頼性に影響を与える可能性があります。たとえば、敏感な電子機器は、歪んだ電圧波形が原因で誤動作する可能性があります。第三に、高調波により電気システムの電力損失が増加し、エネルギー消費と運用コストが増加する可能性があります。
高調波抑制に関する国際規格
海洋電気システムの安全かつ効率的な動作を確保するために、高調波抑制に関するいくつかの国際規格が確立されています。国際電気標準会議 (IEC) は、さまざまなタイプの電気機器の高調波電流放出の制限を指定する、IEC 61000 - 3 - 2 や IEC 61000 - 3 - 4 などの一連の規格を発行しています。海洋産業では、国際海事機関 (IMO) も電気の安全性と電力品質に関する規制を設けており、高調波の問題に間接的に対処しています。
船舶用変圧器の場合、これらの規格への準拠は規制要件の問題であるだけでなく、製品の品質と信頼性の保証でもあります。当社は、製品の設計と製造においてこれらの国際基準を満たし、それを超えることに取り組んでいます。中電圧船舶用変圧器。これにより、厳しい海洋環境に適し、高調波を効果的に抑制できる変圧器をお客様に提供することができます。
船舶用変圧器の高調波抑制に関する技術要件
変圧器の設計
船舶用変圧器の設計は、高調波抑制にとって非常に重要です。設計上の重要な考慮事項の 1 つは、コア材料の選択です。コア損失が低い高品質の磁気コア材料により、トランスへの高調波の影響を軽減できます。たとえば、アモルファス合金コアは優れた磁気特性を備えており、高調波によって引き起こされるコア損失を大幅に低減できます。
設計のもう 1 つの重要な側面は、巻線構成です。デルタ - スターまたはスター - デルタ巻線接続は、三重高調波 (3 次、9 次、15 次など) の影響を低減するために船舶用変圧器で一般的に使用されます。これらの巻線構成により、変圧器内で 3 倍高調波が循環する経路が提供され、電力システムへの高調波の流入が防止されます。
フィルタリングデバイス
変圧器の設計に加えて、フィルタリングデバイスの使用も高調波を抑制する効果的な方法です。 LC フィルターなどのパッシブ フィルターは、船舶の電気システムで広く使用されています。これらのフィルタは、特定の周波数で高調波用の低インピーダンス パスを作成するために、特定の構成で接続されたインダクタとコンデンサで構成されます。高調波電流をフィルタを通して迂回させることにより、電力システム内の高調波成分を低減できます。
アクティブ フィルターは、高調波抑制のためのもう 1 つのオプションです。パッシブ フィルターとは異なり、アクティブ フィルターはパワー エレクトロニクスを使用して、高調波電流と大きさは等しいが位相が逆の補償電流を生成します。この補償電流は、高調波を打ち消すために電力システムに注入されます。アクティブ フィルタは、特に変動する高調波負荷を持つシステムに対して、高調波抑制においてより高い柔軟性と優れたパフォーマンスを提供します。
監視と制御
電気システムの高調波レベルを継続的に監視することは、高調波を効果的に抑制するために不可欠です。私たちのSC(B)シリーズ船舶用変圧器電圧と電流の高調波成分を測定する監視装置を装備することができます。これらの監視デバイスは高調波レベルに関するリアルタイムのデータを提供できるため、高調波レベルが指定された制限を超えた場合にオペレーターはタイムリーな措置を講じることができます。
制御システムを使用して、測定された高調波レベルに基づいて変圧器およびフィルタリングデバイスの動作を調整することもできます。たとえば、制御システムはアクティブ フィルターのパラメーターを自動的に調整して、さまざまな動作条件でそのパフォーマンスを最適化できます。
高調波抑制のための当社のソリューション
船舶用変圧器の専門サプライヤーとして、当社は高調波抑制のための包括的なソリューションを提供しています。私たちの洋上用樹脂鋳造変圧器高調波の影響を最小限に抑えるために、高度な技術と高品質の素材を使用して設計されています。アモルファス合金コアと最適化された巻線構成を使用して、コア損失を低減し、三重高調波を抑制します。
さらに、お客様のさまざまなニーズを満たすために、パッシブおよびアクティブの両方のフィルタリング ソリューションを提供します。当社のパッシブ フィルタは信頼性が高くコスト効率が高いように設計されており、アクティブ フィルタは複雑な電気システムに高性能の高調波抑制を提供します。また、変圧器やフィルタリング装置の継続的かつ効率的な動作を確保するための監視および制御システムも提供しています。
結論
高調波抑制は船舶用変圧器にとって重要な要件です。高調波歪みの背後にある理由を理解し、国際規格に準拠し、適切な技術的ソリューションを実装することで、海洋電気システムの安全、信頼性、効率的な動作を保証できます。
優れた高調波抑制機能を備えた高品質の船舶用変圧器を市場にお持ちの場合は、詳細についてお気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様の特定の用途に適した変圧器と高調波抑制ソリューションの選択をお手伝いいたします。
参考文献
- 国際電気標準会議 (IEC)。 IEC 61000 - 3 - 2:2018、電磁両立性 (EMC) - パート 3 - 2: 制限 - 高調波電流放射の制限 (機器の入力電流 ≤ 16 A/相)。
- 国際電気標準会議 (IEC)。 IEC 61000 - 3 - 4:2018、電磁両立性 (EMC) - パート 3 - 4: 制限 - 高調波電流放射の制限 (機器の入力電流 > 16 A/相)。
- 国際海事機関 (IMO)。海上人命安全 (SOLAS) 条約、第 II 章 - 1: 建設 - 区画と安定性、機械および電気設備。