1. Pozadie projektu

S rastúcim využívaním meničov, LED osvetľovacích systémov, pohonov s premenlivou frekvenciou (VFD), UPS systémov a iných výkonových elektronických zariadení v priemyselných parkoch a komerčných zariadeniach sa harmonické znečistenie v rozvodnej sieti stáva čoraz závažnejším.

 

Kontroly energetického podniku odhalili, že úrovne harmonického skreslenia v niekoľkých rozvodniach elektrickej energie prekročili povolené limity špecifikované systémami merania elektrickej energie. Na zlepšenie kvality napájania a zaistenie bezpečnej prevádzky systému bola nainštalovaná skrinka s aktívnym filtrom výkonu (APF) na potlačenie harmonických a kompenzáciu jalového výkonu.

 

2. Pochopenie harmonických v energetických systémoch

2.1 Základná vlna a harmonické

V štandardných energetických systémoch je základná frekvencia napätia a prúdu v Číne 50 Hz. Väčšina moderných elektrických záťaží je však ne-lineárna záťaž, ako napríklad:

• Frekvenčné meniče
• Invertory
• LED ovládače
• UPS systémy
• Zariadenie na nabíjanie batérií
• Zariadenia priemyselnej automatizácie

 

Tieto zariadenia generujú prúdové a napäťové zložky s frekvenciami, ktoré sú celočíselnými násobkami základnej frekvencie (napríklad 150 Hz, 250 Hz a 350 Hz). Tieto nežiaduce frekvenčné zložky sú známe ako harmonické.

Harmonické skresľujú štandardný sínusový priebeh napájacieho systému a negatívne ovplyvňujú celkovú kvalitu napájania.

 

 

2.2 Nebezpečenstvo harmonických

Nadmerné harmonické môžu spôsobiť vážne problémy v elektrických systémoch, vrátane:

• Zvýšená strata energie v kábloch a transformátoroch
• Prehrievanie elektrických zariadení
• Zrýchlené starnutie izolácie
• Znížená životnosť kondenzátorov a motorov
• Porucha citlivých elektronických zariadení
• Znížený účinník
• Vyššia spotreba energie
• Nesprávne vypnutie ochranných zariadení
• Dlhodobá-prevádzka v podmienkach so silnými harmonickými môže viesť k trvalému poškodeniu elektrického zariadenia a zníženiu spoľahlivosti systému.

 

Podľa národnej normyGB/T 14549-1993 - Kvalita energie: Harmonické vo verejnej rozvodnej sietiPrípustné limity celkového harmonického skreslenia (THD) v Číne sú:

Nízkonapäťový systém 0,38 kV-:THD Menšie alebo rovné 5,0 %

6kV – 10kV strednonapäťový-systém:THD Menšie alebo rovné 4,0 %

 

3. Skriňa aktívneho výkonového filtra (APF).

3.1 Rozdiel medzi aktívnymi a pasívnymi výkonovými filtrami

Filter aktívneho výkonu (APF)

Aktívny výkonový filter využíva polovodičové zariadenia a inteligentnú riadiacu technológiu na monitorovanie harmonických v reálnom čase. Automaticky generuje spätné kompenzačné prúdy na dynamickú elimináciu harmonických prúdov v elektrickej sieti.

V porovnaní s tradičnými metódami filtrovania ponúkajú systémy APF:

• Harmonická kompenzácia-v reálnom čase
• Dynamická odozva
• Automatické nastavenie
• Schopnosť multi{0}}harmonického potlačenia
• Podpora kompenzácie jalového výkonu

 

Pasívny výkonový filter

Pasívny výkonový filter pozostáva hlavne z kondenzátorov, reaktorov a LC filtračných obvodov, podobne ako konvenčné skrine na kompenzáciu jalového výkonu.

Pasívne výkonové filtre môžu potláčať iba harmonické špecifické frekvencie a majú niekoľko obmedzení:

• Pevné kompenzačné charakteristiky
• Riziko rezonancie
• Obmedzený rozsah filtrovania
• Zlá adaptabilita na meniace sa podmienky zaťaženia

 

Preto sú APF skrine široko preferované v moderných systémoch riadenia kvality energie.

 

3.2 Funkčné vlastnosti skrine APF

Široký rozsah harmonického filtrovania

• Účinne potláča harmonické od 2. do 61. rádu
• Nastaviteľné terče harmonického filtrovania
• Podporuje prispôsobené stratégie kompenzácie harmonických

 

Inteligentná kompenzácia-v reálnom čase

• Dynamicky sleduje zmeny zaťaženia
• Automaticky vydáva reverzný kompenzačný prúd
• Neustále udržiava stabilnú kvalitu energie

 

Komunikačné rozhranie RS485

• Podporuje vzdialené monitorovanie a prenos dát
• Kompatibilné s inteligentnými systémami správy napájania
• Vhodné pre centralizovanú obsluhu a údržbu

 

Funkcia kompenzácie jalového výkonu

• Vykonáva harmonické filtrovanie nezávisle bez toho, aby spôsobovalo{0}}kompenzáciu jalového výkonu
• Využíva zostávajúcu kapacitu na kompenzáciu jalového výkonu
• Zlepšuje účinník systému prostredníctvom dynamického filtrovania

 

ImprovingKvalita napájania a spoľahlivosť systému

• Znižuje prehrievanie zariadenia
• Predlžuje životnosť elektrických zariadení
• Znižuje straty vo vedení a spotrebu energie
• Zvyšuje celkovú bezpečnosť distribúcie energie

 

Záver

Keďže harmonické znečistenie sa stáva čoraz bežnejším v moderných priemyselných a komerčných energetických systémoch, skrine s aktívnym filtrom výkonu (APF) sa stali nevyhnutným riešením na potlačenie harmonických a zlepšenie kvality napájania.

 

V porovnaní s tradičnými pasívnymi filtrami poskytujú systémy APF širší rozsah harmonického filtrovania, vyššiu rýchlosť odozvy, inteligentnú kompenzáciu a integrované funkcie kompenzácie jalového výkonu, vďaka čomu sú ideálne pre:

• Priemyselné závody
• Obchodné budovy
• Dátové centrá
• Nemocnice
• Inteligentné výrobné zariadenia
• Systémy obnoviteľnej energie

 

Efektívnym znížením harmonického skreslenia a zlepšením účinníka pomáhajú skrine APF zabezpečiť bezpečnejšiu, stabilnejšiu a energeticky-účinnejšiu prevádzku energetického systému