1. A projekt háttere

Az ipari parkokban és kereskedelmi létesítményekben az inverterek, LED-es világítási rendszerek, változtatható frekvenciás meghajtók (VFD-k), UPS-rendszerek és egyéb erősáramú elektronikai berendezések növekvő használatával az áramelosztó hálózat harmonikus szennyezése egyre súlyosabbá vált.

 

A közmű-ellenőrzések során kiderült, hogy több áramelosztó helyiségben a harmonikus torzítás mértéke meghaladta a villamos energia mérőrendszerek által meghatározott megengedett határértékeket. Az áramminőség javítása és a rendszer biztonságos működésének biztosítása érdekében Active Power Filter (APF) szekrényt szereltek fel a harmonikus elnyomás és a meddőteljesítmény kompenzáció érdekében.

 

2. Harmonikusok megértése az energiarendszerekben

2.1. Alaphullám és felharmonikusok

A szabványos energiarendszerekben a feszültség és áram alapfrekvenciája Kínában 50 Hz. A legtöbb modern elektromos terhelés azonban nem-lineáris terhelés, például:

• Frekvenciaváltók
• Inverterek
• LED meghajtók
• UPS rendszerek
• Akkumulátortöltő berendezés
• Ipari automatizálási eszközök

 

Ezek az eszközök olyan áram- és feszültségkomponenseket állítanak elő, amelyek frekvenciája az alapfrekvencia egész számú többszöröse (például 150 Hz, 250 Hz és 350 Hz). Ezeket a nem kívánt frekvenciakomponenseket harmonikusoknak nevezzük.

A felharmonikusok torzítják az energiarendszer szabványos szinuszos hullámformáját, és negatívan befolyásolják az általános áramminőséget.

 

 

2.2 A felharmonikusok veszélyei

A túlzott harmonikusok komoly problémákat okozhatnak az elektromos rendszerekben, beleértve:

• Megnövekedett teljesítményveszteség a kábelekben és transzformátorokban
• Az elektromos berendezések túlmelegedése
• A szigetelés felgyorsult öregedése
• A kondenzátorok és motorok csökkentett élettartama
• Érzékeny elektronikus eszközök meghibásodása
• Csökkentett teljesítménytényező
• Magasabb energiafogyasztás
• A védőberendezések téves kioldása
• A súlyos felharmonikus körülmények közötti hosszú távú-használat az elektromos berendezések maradandó károsodásához és a rendszer megbízhatóságának csökkenéséhez vezethet.

 

A nemzeti szabvány szerintGB/T 14549-1993 - Áramminőség: Harmonikusok a nyilvános elektromos hálózatban, a megengedett összharmonikus torzítás (THD) határértékei Kínában a következők:

0,38 kV alacsony-feszültségű rendszer:THD 5,0% vagy annál kisebb

6kV–10kV középfeszültségű{2}}rendszer:THD 4,0% vagy annál kisebb

 

3. Aktív teljesítményszűrő (APF) szekrény

3.1 Különbség az aktív és passzív teljesítményszűrők között

Aktív teljesítményszűrő (APF)

Az Active Power Filter félvezető eszközöket és intelligens vezérlési technológiát használ a harmonikusok valós idejű monitorozására. Automatikusan fordított kompenzációs áramokat generál, hogy dinamikusan kiküszöbölje a harmonikus áramokat az elektromos hálózatban.

A hagyományos szűrési módszerekkel összehasonlítva az APF rendszerek a következőket kínálják:

• Valós idejű-harmonikus kompenzáció
• Dinamikus válasz
• Automatikus beállítás
• Több-harmonikus elnyomási képesség
• Meddőteljesítmény kompenzációs támogatás

 

Passzív teljesítményszűrő

A passzív teljesítményszűrő főként kondenzátorokból, reaktorokból és LC szűrőáramkörökből áll, hasonlóan a hagyományos meddőteljesítmény-kompenzáló szekrényekhez.

A passzív teljesítményszűrők csak meghatározott frekvenciák felharmonikusait képesek elnyomni, és számos korlátozásuk van:

• Rögzített kompenzációs jellemzők
• Rezonancia veszélye
• Korlátozott szűrési tartomány
• Rossz alkalmazkodóképesség a változó terhelési viszonyokhoz

 

Ezért az APF szekrényeket széles körben részesítik előnyben a modern energiaminőség-irányítási rendszerekben.

 

3.2 Az APF szekrény funkcionális jellemzői

Széles harmonikus szűrési tartomány

• Hatékonyan elnyomja a harmonikusokat a 2-61
• Állítható harmonikus szűrési célok
• Támogatja a testreszabott harmonikus kompenzációs stratégiákat

 

Valós idejű{0}}intelligens kompenzáció

• Dinamikusan követi a terhelés változásait
• Automatikusan ad ki fordított kompenzációs áramot
• Folyamatosan stabil áramminőséget biztosít

 

RS485 kommunikációs interfész

• Támogatja a távfelügyeletet és az adatátvitelt
• Kompatibilis az intelligens energiagazdálkodási rendszerekkel
• Kényelmes a központosított üzemeltetéshez és karbantartáshoz

 

Meddőteljesítmény kompenzációs funkció

• Önállóan hajtja végre a harmonikus szűrést, anélkül, hogy a meddőteljesítményt túllépné a-kompenzáción
• A fennmaradó kapacitást a meddőteljesítmény kompenzálására használja fel
• A dinamikus szűrés révén javítja a rendszer teljesítménytényezőjét

 

ImprovingÁramminőség és rendszermegbízhatóság

• Csökkenti a berendezés túlmelegedését
• Meghosszabbítja az elektromos készülékek élettartamát
• Csökkenti a vezetékveszteséget és az energiafogyasztást
• Növeli az energiaelosztás általános biztonságát

 

Következtetés

Ahogy a harmonikus szennyezés egyre gyakoribbá válik a modern ipari és kereskedelmi áramellátó rendszerekben, az Active Power Filter (APF) szekrények alapvető megoldássá váltak a harmonikus elnyomásban és az áramminőség javításában.

 

A hagyományos passzív szűrőkkel összehasonlítva az APF rendszerek szélesebb harmonikus szűrési tartományokat, gyorsabb reakciósebességet, intelligens kompenzációt és integrált meddőteljesítmény kompenzációs funkciókat kínálnak, így ideálisak a következőkhöz:

• Ipari üzemek
• Kereskedelmi épületek
• Adatközpontok
• Kórházak
• Intelligens gyártóberendezések
• Megújuló energia rendszerek

 

A harmonikus torzítás hatékony csökkentésével és a teljesítménytényező javításával az APF szekrények biztonságosabb, stabilabb és energiahatékonyabb{0}}működést biztosítanak az áramellátó rendszernek.