미루스 인터내셔널 – 수동 고조파 필터링으로 IEEE 복원 519 Rambam Health Care 병원의 규정 준수

01운영 상황: 다운타임을 용납할 수 없는 병원

하이파의 Rambam 헬스 케어 캠퍼스, 이스라엘은 평범한 병원이 아니다. 이스라엘 북부에서 2백만 명 이상의 사람들에게 서비스를 제공하는 1,000개의 병상을 갖춘 학술 의료 센터입니다., 12개 지역 병원의 백업 의뢰 센터 역할도 합니다., 이스라엘 방위군 북부사령부, 미 해군 제6함대, 및 해당 지역의 UN 평화유지군.[1] 이런 사이트에서, 품질이 좋지 않은 데 따른 비용으로 전력 품질을 표준적으로 구성하는 것은 그 위험을 과소평가합니다.: 소스 자료에 나와 있듯이, “어떤 방해라도, 심지어 엄청나게 짧다, 생명의 손실로 이어질 수 있습니다.”

이 경우의 장애는 외부 네트워크 이벤트로 인한 것이 아닙니다.. 이는 시설을 보다 효율적으로 만들기 위한 내부 업그레이드에서 비롯되었습니다.: 새로운 두 개 240 kW 가변 주파수 드라이브 (VFD) 냉각기, 노후화 교체를 위해 설치 600 병원의 5,000톤 냉각 어레이 내 kW 단위.[1]

02문제: 신뢰성 책임이 된 효율성 업그레이드

VFD 구동 냉각기는 선형 사인파가 아닌 비선형 펄스로 전류를 끌어옵니다. 600 그들이 교체한 kW 단위는 그렸을 것입니다.. 결과는 빠르게 나타났고 복합적이었습니다.: 냉각기에 전원을 공급하는 변압기가 교체가 필요할 정도로 심하게 손상되었습니다.; 과열로 인해 과부하 보호 기능이 작동하여 두 개의 냉각기를 동시에 실행할 수 없습니다.; 단일 냉각기를 가동해도 예상보다 높은 작동 온도가 발생했습니다..[1] VFD와 함께 표준 장비로 제공되는 AC 라인 리액터 — 간단한 직렬 인덕터, 가장 기본적이고 가장 저렴한 고조파 완화 방법 — 전류 왜곡을 대략적으로 줄였습니다. 35%, 문제를 해결하기에 충분하지 않은 곳.

03병원 부하에 더 엄격한 기준이 적용되는 이유, 라인 리액터로는 충분하지 않은 이유

더 단단할수록 3% 병원 제한은 자의적 보수주의가 아니다. 왜곡된 전압 스트레스 변압기, 케이블, 건물 유형에 관계없이 동일한 두 가지 메커니즘을 통한 예비 발전기 — 나는²고조파 전류의 제곱에 비례하는 R 손실, 대략적으로 주파수의 제곱에 비례하는 와전류 손실 — 그러나 병원의 변압기와 발전기도 생명 안전 부하는 사용 가능한 상태에 따라 달라지는 장비입니다.. 이에 대한 6펄스 VFD 정류기의 특성 고조파 50 이론이 예측하는 곳에 정확하게 도달한 Hz 시스템: 5번째 (250 Hz에서), 7일 (350 Hz에서), 11일 (550 Hz에서), 그리고 13일 (650 Hz에서), 각각은 깨끗한 크기의 철과 구리에 불균형한 열을 추가합니다. 50 Hz 파형.[1]

라인 리액터의 제한된 결과는 똑같이 예측 가능합니다.. 직렬 리액터는 광대역이다., 얕은 대책: 정류기 앞에 임피던스를 추가합니다., 현재 펄스를 다소 완화시킵니다., 하지만 특별히 5차 또는 7차 고조파를 선택적으로 공격할 수 있는 방법은 없습니다., 그 효율성은 전압 조정이 어려워지기 전에 시스템이 견딜 수 있는 직렬 임피던스의 양에 따라 제한됩니다.. 출발지 “다소 부드러워짐” 에 “다음을 준수합니다. 3% 병원 한도” 작업에 맞게 만들어진 필터가 필요했습니다., 우연히 드라이브와 함께 상자에 들어 있던 원자로가 아닙니다..

04용액: 드라이브당 수동 필터 1개

병원 엔지니어링팀, 전력 품질 전문가 P.Q와 협력. 기술, 2개 설치 300 HP LINEATOR™ 수동 고조파 필터 — 냉각기 드라이브당 1개, 제공한다고 소스 자료에 설명되어 있습니다. “최대 여과 및 유연성” 두 드라이브에서 단일 장치를 공유하는 대신 각 드라이브의 필터링을 분리함으로써.[1]

표의 마지막 줄은 건너뛰기 쉽습니다., 하지만 이는 이름을 붙일 가치가 있는 실제 엔지니어링 제약 조건입니다.: 병원은 엄격한 유틸리티 공급에서만 잘 작동하고 시설이 백업 발전기로 전환되는 순간 오작동하는 완화 장치를 위험에 빠뜨릴 수 없습니다.. 부하 크기에 비해 작은 커패시터 뱅크를 갖춘 수동 필터는 정확히 약한 소스에서 고조파 완화를 안정적으로 유지하기 위한 의도적인 선택입니다., 발전기 공급 조건 병원의 비상 전력 시스템은 주변에 구축됩니다. — 소스가 뻣뻣하다고 가정할 수 없는 모든 설치에서 나타나는 것과 동일한 우려 사항, 저임피던스 그리드.

05검색 결과: 규정 준수가 복원되었습니다., 두 냉각기 모두 작동 중

거의 전압 왜곡이 감소했습니다. 4% 아래로 1.5%, IEEE 안에서 편안하게 519-1992 병원 한도 3%.[1] 고조파 오염이 3분의 2 이상 감소했습니다., 드라이브 및 냉각기의 작동 온도가 10도 이상 떨어졌습니다.°C, 과 — 운영상 중요한 결과 — 병원은 마침내 두 가지를 모두 운영할 수 있었습니다 240 kW 냉각기를 한 번에, 업그레이드가 처음에 제공할 예정이었던 냉각 용량 복원.

06전력 품질 관점: 이 사례 연구에서 보여주는 내용

이 사례는 그 자체로 이름을 붙일 가치가 있는 패턴의 깨끗한 예입니다.: 원래 장비에서는 전혀 발생하지 않았던 전력 품질 문제를 야기하는 에너지 효율성 개조. The 600 교체된 kW 냉각기 Rambam은 논의할 가치가 있는 고조파 특성이 없는 선형 부하였습니다.; 둘 240 이를 교체한 kW VFD 장치는 설계상 더 효율적이었으며 즉시 시설의 가장 큰 고조파 소스가 되었습니다.. 가변 주파수 드라이브를 지정하여 아무도 잘못한 것이 없습니다. — 냉각기 효율성을 위한 올바른 선택입니다 — 하지만 조화로운 결과는 처음부터 설계되어야 합니다., 변압기 고장 후 발견되지 않음.

또한 이 시리즈의 다른 부분에서 다른 설정으로 나타나는 점을 강화합니다.: 대기 발전 시설의 저감 장비는 발전기용으로 설계되어야 합니다., 유틸리티 피드뿐만 아니라. 발전기 공급 아일랜드 그리드에서 필터 선택을 형성하는 동일한 약한 소스 감도가 여기에도 적용됩니다., 일상적으로 잘못하는 데는 더 낮은 위험이 부여되고 가동 중단 중에 오류가 발생하면 훨씬 더 높은 위험이 부여됩니다., 이는 병원의 비상 전력과 고조파 완화가 동시에 올바르게 작동해야 하는 시기입니다..

참조

1. 엠. 자작나무, A. 아치볼트, 과. 브로치, “선형기™ 사례 연구: 이스라엘 람밤 병원,” 미루스인터내셔널(주), 브램톤, 온타리오, 캐나다. 사용 가능: mirusinternational.com.
2. IEEE 표준 519-1992, “전력 시스템의 고조파 제어에 대한 IEEE 권장 사례 및 요구 사항.”