Harmoniset, tehokerroin ja THDi sähköautojen latauksessa

Harmoniset, tehokerroin ja THDi sähköautojen latauksessa
  • 1st January 1970

DC-laturi esittäytyy ruudukolle suurena epälineaarisena kuormana. Se ei vedä virtaa suhteessa jänniteaaltomuotoon; se kytkeytyy, korjaa ja säätelee, ja virta, jonka se vetäisi, on oma muotonsa. Kaikki, mitä tässä aiheessa seuraa, on tämän muodon seuraus.

Sanasto on suppea, mutta usein väärinkäytetty. Kokonaisharmoninen särö ja virran täydellinen harmoninen vääristymä ovat eri mittareita eri asioista. Tehokerroin sisältää kaksi määritelmää, jotka antavat eri lukuja samalle laitteelle. Kun tiedät, mikä on mikä, datasheet-rivi muuttuu määritteeksi, jonka voit oikeasti varmistaa.

Miksi tasasuuntaaja vetää ei-sinimuotoista virtaa

Yksinkertainen tasasuuntaaja johtaa vain, kun sisääntuleva jännite ylittää sen DC-puolen jännitteen. Virta kulkee lyhyinä pulsseina syöttöaaltomuodon huippujen ympäri, eikä tasaisesti koko syklin ajan. Nämä pulssit sisältävät kuorman tarvitseman energian, ja niissä on myös taajuuksia, jotka ovat syöttötaajuuden moninkertaisia. Nuo moninkertaiset ovat harmonisia.

Nykyaikaiset laturit lisäävät korjausvaiheen tasasuuntaajan eteen. Se muokkaa tulovirran seuraamaan jänniteaaltomuotoa, mikä vähentää harmonisia ääniä merkittävästi. Tästä syystä aihe on vähemmän tärkeä kuin vanhemmille laitteille ja miksi sillä on edelleen merkitystä: korjaus on epätäydellinen, ja sen täytyy kestää koko kuormitusalueen eikä vain suunnittelupisteessä.

Jos korjaus suoritetaan huonosti tai se katkeaa kevyellä kuormituksella, harmoniset palaavat. Asema, jossa on useita yksiköitä matalalla lähdöllä, voi siksi osoittaa pahempia virtavääristymiä kuin sama paikka, joka käyttää vähemmän yksiköitä korkealla teholla, mikä on vastoin intuitiota ja usein jää ohittamatta käyttöönotossa.

THD ja THDi eivät ole sama numero

Total harmonic distortion, kirjoitettuna ilman indeksiä, viittaa yleensä jännitteeseen. Se kuvaa, kuinka kauas syöttöjännitteen aaltomuoto on poikennut puhtaasta siniä. Virran kokonaisharmoninen vääristymä, joka merkitään i:llä, kuvaa laitteen ottaman virran muotoa.

Nämä kaksi ovat toisiinsa liittyviä, mutta eivät vaihdettavissa keskenään, ja suhde riippuu syöttön impedanssista. Laturi, jossa on korkean virran vääristymä, yhdistettynä jäykään virtalähteeseen, tuottaa vain pienen jännitteen vääristymän. Sama laturi heikolla virtalähteellä, pitkän kaapelin päässä, tuottaa paljon suuremman. Tämän vuoksi tuote voi saavuttaa nykyisen vääristymäarvonsa ja silti aiheuttaa jänniteongelman tietyllä paikalla.

Käytännön sääntö on, että laitespesifikaatio kuvaa, mitä laite tekee, ja paikkakartoitus kuvaa, mitä kohde kokee. Lainaus, joka listaa vain yhden kahdesta luvusta, vastaa puoleen kysymyksestä.

Kaksi määritelmää Power Factorille

Tehokerroin on reaalinen teho jaettuna näennäisellä teholla. Kun sekä jännite että virta ovat sinimuotoisia, tuo suhde vastaa niiden välisen vaihekulman kosinin, ja nämä kaksi määritelmää ovat yhteneväisiä. Kun virta vääristyy, ne eroavat toisistaan.

Siirtymätehokerroin huomioi vain peruskomponentit ja jättää vääristymät huomiotta. Todellinen tehokerroin, jota joskus kutsutaan kokonaistehokertoimeksi, sisältää vääristymän ja on siten pienempi. Yksikkö voi raportoida siirtymätehokerroimen hyvin lähellä yhtenäisyyttä, vaikka sen todellinen tehokerroin on merkittävästi pienempi, ja ero kulkee harmonisilla virroilla, jotka vielä kulkevat virtalähteen läpi.

Tämä ero on tärkeä mittarilla ja muuntajalla. Sähkölaskut perustuvat todelliseen tehokertoimeen, oli se sitten nimetty sillä tavalla tai ei. Määrittelytaulukko, jossa mainitaan tilavuuskerroin, ei ole väärä, mutta se vastaa eri kysymykseen kuin mitä lakiesitys esittää.

sini-sini-pisteestä muuttuu
Mitta Mitä se kuvaa Kuka vaikuttaa Milloin mitataan uudelleen
Virran vääristymä (THDi) Laturin piirtämän aallonmuoto Muuntaja, kaapelit, nollajohdin Kun laturit lisätään, tai kun yksikkö toimii matalalla teholla pitkiä aikoja
Jännitteen vääristymä (THD) Kuinka kauas syöttöjännite poikkeaaJokainen kuorma samassa toimituksessa, mukaan lukien rakennus Kun muu laitteisto työmaalla alkaa käyttäytyä huonosti tai kun syöttöpäivityksen impedanssi
Tehokerroin Todellisen ja näennäisen tehon suhde, vääristymällä tai ilman Sähkölasku ja muuntajan käyttökelpoisuus Kun kuormasekoitus muuttuu, koska sekoitettu paikka käyttäytyy eri tavalla kuin pelkkä latauspaikka

What Harmonics Do to Transformers and Neutral Conductors

Harmoniset virrat tuottavat muuntajassa lisähäviöitä enemmän kuin niille ne on suunniteltu. Ytimen pyörrevirrat ja käämien kuoriefekti molemmat kasvavat taajuuden myötä, joten vääristynyt virta lämmittää muuntajaa enemmän kuin sinimuotoinen virta, jonka juurikeskiarvo on sama. Käytännön seuraus on heikkeneminen: voimakkaasti vääristyvää kuormaa palveleva muuntaja ei pysty toimittamaan nimikilpikapasiteettiaan ylittämättä lämpötilarajojaan.

Nollajohin on toinen ongelma ja yllättävämpi. Tasapainoisessa kolmivaihejärjestelmässä, jossa on lineaarisia kuormia, perusvirrat kumoavat nollassa ja se kantaa lähes mitään. Kolmoisharmoniset — kolmas, yhdeksäs ja viidestoista — eivät peruuta. Niihin lisätään nollavirta, joka voi kuljettaa enemmän virtaa kuin mikään yksivaihejohtimen odotettiin kestävän.

Laturipaikalla tämä harvoin on sidontarajoite, koska laturit ovat yleensä kolmivaiheisia kuormia, joissa on tehokas korjaus. Se tulee merkitykselliseksi, kun yksivaiheiset ilmastointipisteet asennetaan laajasti jaetulle jakelulevylle, mikä on juuri sitä, mitä työpaikoilla ja asuinalueilla tehdään.

Kolmas vaikutus kohdistuu itse syöttöjännitteeseen ja sen kautta kaikkeen muuhun paikan päällä. Vääristynyt jännite aiheuttaa moottoreiden lisäkuumenemista, voi häiritä herkkiä laitteita ja aiheuttaa suojareleiden odottamattoman toiminnan. Tämä on syy siihen, miksi naapurivuokralainen voi valittaa laturin asennuksesta, joka näyttää toimivan oikein.

Kun sivuston tulisi mitata uudelleen

Käyttöönotossa otettu mittaus kuvaa aluetta sen rakentamisen aikana. Viisi tilannetta oikeuttaa toisen ottamisen.

Kun latureita lisätään, koska sivuston vääristymä skaalautuu yhdistettyjen tasasuuntaisimien määrän mukaan. Kun virtalähde vaihdetaan, koska eri muuntaja tai pidempi kaapeli muuttaa impedanssia ja siten jännitteen vääristymää saman virran vääristymällä. Kun muu työmaalla oleva laitteisto alkaa käyttäytyä huonosti, koska se on se oire, jonka rakennus huomaa ensimmäisenä. Kun sähköyhtiö nostaa kysymyksen liitäntäpisteessä, mikä yleensä tarkoittaa, että mittausta pyydetään eikä tarjota. Ja kun kohteen käyttömalli muuttuu, koska kevyt kuormakäyttö voi aiheuttaa erilaisia vääristymiä kuin suunnittelutapauksessa.

Mittauksella itsessään on vaatimus, joka usein unohdetaan: se on otettava tunnetulla kuormalla. Lukema, jonka otettiin yhdellä laturilla matalalla teholla, ei kerro juuri mitään sivustosta huippuaikana. Hyödyllinen tietue ilmoittaa istunnossa olevien yksiköiden määrän, niiden yhteenlasketun ulostulon sekä pisteen asennuksessa, johon soitin oli kytketty.

Mitä määrittelyyn

kannattaa laittaa

Kolme yksityiskohtaa muuttaa markkinointiluvun todennettavaksi vaatimukseksi.

Ensiksi ilmoita latauspiste. Särö ja tehokerroin vaihtelevat lähtötilanteen mukaan, joten luku ilman ilmoitettua kuormaa ei ole määrittely. Toiseksi, määritä, mitä tehokertoimen määritelmää tarkoitetaan, siirtymä vai tosi. Kolmanneksi, arvioi, mitataanko virran vääristymä yksittäisen yksikön napoilla vai pisteen liitospisteessä, koska nämä mittaukset ovat eri arvoja.

Tämän luokan tuotteet yleensä ilmoittavat lukunsa nimelliskuormalla, mikä on ehto, jossa korjausvaihe toimii kovimmin ja numerot näyttävät parhaimmilta. Tasavirtayksikkö, jonka tehokerroin on 0,99 tai yli ja virran vääristymä enintään viisi prosenttia täydessä kuormituksessa, kuvaa hyvin korjattua rakennetta; 120 ja 180 kW asemat sekä 480 kW hub host ilmoittaa molemmat lukunsa täyteen lataukseen tästä syystä.

Kysymys, joka kannattaa lisätä tenderiin, on, mitä tapahtuu täyden latauksen alla. Korjausvaihe, joka säilyttää suorituskyvyn koko valikoimassa, on erilainen rakenne kuin se, joka täyttää ylhäällä olevan numeron ja heikkenee alapuolella, ja ero näkyy paikoissa, joissa ajoneuvot viettävät suurimman osan sessiosta osittaisella teholla.

Laitekuva kuvaa laitteistoa. Kohdekartoitus kuvaa aluetta. Voimanlaadun argumentti, jossa toista lainataan kuin se olisi toista, on se, missä suurin osa näistä keskusteluista menee pieleen.

Useimmissa asennuksissa tämä ei ole ongelma. Korjausvaiheet ovat tehokkaita, ja hyvin suunniteltu paikka, jossa on riittävä muuntajakapasiteetti, vaimentaa jäljelle jääneet vääristymät vaivattomasti. Poikkeukset keskittyvät kolmeen paikkaan: suuriin paikkoihin, joissa on useita yksiköitä yhdellä muuntajalla, paikkoihin, joissa on merkittävä yksivaiheinen vaihtovirtakuorma jaetuilla levyillä, sekä paikkoihin pitkän tai heikon virransyötön päässä, joissa impedanssi vahvistaa lataajien tuottoa.

Nämä kolme tapausta kannattaa tunnistaa ennen kuin suunnittelu korjataan, koska ratkaisut — suurempi muuntaja, aktiivinen suodatus, erilainen jakelujärjestely — ovat kaikki halvempia suunnitella kuin jälkiasennus. Mittausprotokolla ja pyydettävät luvut on tiivistetty tekniseen dokumentaatioon lataussivu.

Pyydettiin perustelemaan virran laatua liitäntäpisteessä?

Lähetä muuntajan arvosana, suunniteltu yksikkömäärä ja ajomatkan pituus. Se, mikä kolmesta vaikutuksesta todennäköisesti sitoutuu, seuraa näistä kolmesta.

Kysy spesifikaatiokysymys