1. Ιστορικό έργου

Με την αυξανόμενη χρήση μετατροπέων, συστημάτων φωτισμού LED, μετάδοσης κίνησης μεταβλητής συχνότητας (VFD), συστημάτων UPS και άλλου ηλεκτρονικού εξοπλισμού ισχύος σε βιομηχανικά πάρκα και εμπορικές εγκαταστάσεις, η αρμονική ρύπανση στο δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται όλο και πιο σοβαρή.

 

Οι επιθεωρήσεις του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας αποκάλυψαν ότι τα επίπεδα αρμονικής παραμόρφωσης σε αρκετούς χώρους διανομής ηλεκτρικής ενέργειας υπερέβαιναν τα επιτρεπόμενα όρια που καθορίζονται από τα συστήματα μέτρησης ηλεκτρικής ενέργειας. Για τη βελτίωση της ποιότητας ισχύος και τη διασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας του συστήματος, εγκαταστάθηκε ένα ερμάριο ενεργού φίλτρου ισχύος (APF) για καταστολή αρμονικών και αντιστάθμιση άεργου ισχύος.

 

2. Κατανόηση των Αρμονικών στα Συστήματα ισχύος

2.1 Θεμελιώδες κύμα και αρμονικές

Στα τυπικά συστήματα ισχύος, η βασική συχνότητα τάσης και ρεύματος στην Κίνα είναι 50 Hz. Ωστόσο, τα περισσότερα σύγχρονα ηλεκτρικά φορτία είναι μη-μη γραμμικά φορτία, όπως:

• Μετατροπείς συχνότητας
• Μετατροπείς
• Προγράμματα οδήγησης LED
• Συστήματα UPS
• Εξοπλισμός φόρτισης μπαταριών
• Συσκευές βιομηχανικού αυτοματισμού

 

Αυτές οι συσκευές παράγουν στοιχεία ρεύματος και τάσης με συχνότητες που είναι ακέραια πολλαπλάσια της θεμελιώδους συχνότητας (για παράδειγμα, 150Hz, 250Hz και 350Hz). Αυτά τα ανεπιθύμητα στοιχεία συχνότητας είναι γνωστά ως αρμονικές.

Οι αρμονικές παραμορφώνουν την τυπική ημιτονοειδή κυματομορφή του συστήματος ισχύος και επηρεάζουν αρνητικά τη συνολική ποιότητα ισχύος.

 

 

2.2 Κίνδυνοι αρμονικών

Οι υπερβολικές αρμονικές μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα στα ηλεκτρικά συστήματα, όπως:

• Αυξημένη απώλεια ισχύος σε καλώδια και μετασχηματιστές
• Υπερθέρμανση ηλεκτρικού εξοπλισμού
• Επιταχυνόμενη γήρανση της μόνωσης
• Μειωμένη διάρκεια ζωής πυκνωτών και κινητήρων
• Δυσλειτουργία ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών
• Μειωμένος συντελεστής ισχύος
• Υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας
• Ψευδής ενεργοποίηση των συσκευών προστασίας
• Η μακροχρόνια-λειτουργία υπό σοβαρές αρμονικές συνθήκες μπορεί να οδηγήσει σε μόνιμη βλάβη στον ηλεκτρικό εξοπλισμό και σε μειωμένη αξιοπιστία του συστήματος.

 

Σύμφωνα με το εθνικό πρότυποGB/T 14549-1993 - Ποιότητα ισχύος: Αρμονικές σε δημόσιο ηλεκτρικό δίκτυο, τα επιτρεπόμενα όρια ολικής αρμονικής παραμόρφωσης (THD) στην Κίνα είναι:

Σύστημα χαμηλής-τάσης 0,38 kV:THD Μικρότερο ή ίσο με 5,0%

Σύστημα μέσης-τάσης 6kV–10kV:THD Μικρότερο ή ίσο με 4,0%

 

3. Ερμάριο ενεργού φίλτρου ισχύος (APF).

3.1 Διαφορά μεταξύ ενεργών και παθητικών φίλτρων ισχύος

Φίλτρο Ενεργής Ισχύος (APF)

Ένα φίλτρο ενεργού ισχύος χρησιμοποιεί συσκευές ημιαγωγών και έξυπνη τεχνολογία ελέγχου για την παρακολούθηση των αρμονικών σε πραγματικό χρόνο. Δημιουργεί αυτόματα ρεύματα αντίστροφης αντιστάθμισης για την δυναμική εξάλειψη των αρμονικών ρευμάτων στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους φιλτραρίσματος, τα συστήματα APF προσφέρουν:

• Αρμονική αντιστάθμιση σε πραγματικό χρόνο
• Δυναμική απόκριση
• Αυτόματη ρύθμιση
• Ικανότητα πολυ-αρμονικής καταστολής
• Υποστήριξη αντιστάθμισης άεργου ισχύος

 

Φίλτρο παθητικής ισχύος

Ένα φίλτρο παθητικής ισχύος αποτελείται κυρίως από πυκνωτές, αντιδραστήρες και κυκλώματα φίλτρων LC, παρόμοια με τα συμβατικά ερμάρια αντιστάθμισης άεργου ισχύος.

Τα φίλτρα παθητικής ισχύος μπορούν να καταστείλουν μόνο αρμονικές συγκεκριμένες συχνότητες και έχουν αρκετούς περιορισμούς:

• Σταθερά χαρακτηριστικά αποζημίωσης
• Κίνδυνος συντονισμού
• Περιορισμένο εύρος φιλτραρίσματος
• Κακή προσαρμοστικότητα στις μεταβαλλόμενες συνθήκες φορτίου

 

Ως εκ τούτου, τα ντουλάπια APF προτιμώνται ευρέως στα σύγχρονα συστήματα διαχείρισης ποιότητας ενέργειας.

 

3.2 Λειτουργικά χαρακτηριστικά του ντουλαπιού APF

Ευρύ φάσμα αρμονικού φιλτραρίσματος

• Καταστέλλει αποτελεσματικά τις αρμονικές από τη 2η έως την 61η τάξη
• Ρυθμιζόμενοι στόχοι αρμονικού φιλτραρίσματος
• Υποστηρίζει προσαρμοσμένες στρατηγικές αρμονικής αντιστάθμισης

 

Ευφυής αποζημίωση σε πραγματικό χρόνο

• Παρακολουθεί δυναμικά τις αλλαγές φορτίου
• Εξάγει αυτόματα ρεύμα αντίστροφης αντιστάθμισης
• Διατηρεί σταθερή ποιότητα ισχύος συνεχώς

 

Διεπαφή επικοινωνίας RS485

• Υποστηρίζει απομακρυσμένη παρακολούθηση και μετάδοση δεδομένων
• Συμβατό με έξυπνα συστήματα διαχείρισης ενέργειας
• Βολικό για κεντρική λειτουργία και συντήρηση

 

Λειτουργία αντιστάθμισης άεργου ισχύος

• Εκτελεί το αρμονικό φιλτράρισμα ανεξάρτητα χωρίς να προκαλεί αντιστάθμιση άεργου ισχύος-
• Χρησιμοποιεί την υπολειπόμενη χωρητικότητα για αντιστάθμιση άεργου ισχύος
• Βελτιώνει τον συντελεστή ισχύος του συστήματος μέσω δυναμικού φιλτραρίσματος

 

ΒελτίωσηingΠοιότητα ισχύος και αξιοπιστία συστήματος

• Μειώνει την υπερθέρμανση του εξοπλισμού
• Παρατείνει τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών συσκευών
• Μειώνει τις απώλειες γραμμής και την κατανάλωση ενέργειας
• Βελτιώνει τη συνολική ασφάλεια διανομής ισχύος

 

Σύναψη

Καθώς η αρμονική ρύπανση γίνεται ολοένα και πιο κοινή στα σύγχρονα βιομηχανικά και εμπορικά συστήματα ισχύος, τα ερμάρια Active Power Filter (APF) έχουν γίνει μια ουσιαστική λύση για την καταστολή αρμονικών και τη βελτίωση της ποιότητας ισχύος.

 

Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά παθητικά φίλτρα, τα συστήματα APF παρέχουν ευρύτερα εύρη αρμονικού φιλτραρίσματος, μεγαλύτερες ταχύτητες απόκρισης, έξυπνη αντιστάθμιση και ενσωματωμένες λειτουργίες αντιστάθμισης άεργου ισχύος, καθιστώντας τα ιδανικά για:

• Βιομηχανικές εγκαταστάσεις
• Εμπορικά κτίρια
• Κέντρα δεδομένων
• Νοσοκομεία
• Έξυπνες εγκαταστάσεις παραγωγής
• Συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

 

Μειώνοντας αποτελεσματικά την αρμονική παραμόρφωση και βελτιώνοντας τον συντελεστή ισχύος, τα ντουλάπια APF συμβάλλουν στη διασφάλιση ασφαλέστερης, σταθερότερης και ενεργειακά{0}}αποτελεσματικής λειτουργίας του συστήματος ισχύος