1. Tło projektu

Wraz ze wzrostem wykorzystania falowników, systemów oświetlenia LED, przetwornic częstotliwości (VFD), systemów UPS i innego sprzętu energoelektronicznego w parkach przemysłowych i obiektach komercyjnych, zanieczyszczenie harmonicznymi w sieci dystrybucyjnej staje się coraz poważniejsze.

 

Kontrole zakładów energetycznych wykazały, że w kilku rozdzielniach energetycznych poziom zniekształceń harmonicznych przekroczył wartości dopuszczalne określone przez systemy opomiarowania energii elektrycznej. Aby poprawić jakość energii i zapewnić bezpieczną pracę systemu, zainstalowano szafę z aktywnym filtrem mocy (APF) w celu tłumienia harmonicznych i kompensacji mocy biernej.

 

2. Zrozumienie harmonicznych w systemach elektroenergetycznych

2.1 Fala podstawowa i harmoniczne

W standardowych systemach zasilania podstawowa częstotliwość napięcia i prądu w Chinach wynosi 50 Hz. Jednak większość nowoczesnych obciążeń elektrycznych to obciążenia nieliniowe-, takie jak:

• Przetwornice częstotliwości
• Falowniki
• Sterowniki LED
• Systemy UPS
• Sprzęt do ładowania akumulatorów
• Urządzenia automatyki przemysłowej

 

Urządzenia te generują składowe prądu i napięcia o częstotliwościach będących całkowitymi wielokrotnościami częstotliwości podstawowej (na przykład 150 Hz, 250 Hz i 350 Hz). Te niepożądane składowe częstotliwości nazywane są harmonicznymi.

Harmoniczne zniekształcają standardowy przebieg sinusoidalny systemu elektroenergetycznego i negatywnie wpływają na ogólną jakość energii.

 

 

2.2 Zagrożenia harmonicznymi

Nadmiar harmonicznych może powodować poważne problemy w układach elektrycznych, w tym:

• Zwiększone straty mocy w kablach i transformatorach
• Przegrzanie sprzętu elektrycznego
• Przyspieszone starzenie się izolacji
• Skrócona żywotność kondensatorów i silników
• Awaria wrażliwych urządzeń elektronicznych
• Zmniejszony współczynnik mocy
• Wyższe zużycie energii
• Fałszywe zadziałanie urządzeń zabezpieczających
• Długotrwała-praca w trudnych warunkach harmonicznych może prowadzić do trwałego uszkodzenia sprzętu elektrycznego i zmniejszenia niezawodności systemu.

 

Według normy krajowejGB/T 14549-1993 - Jakość energii: Harmoniczne w publicznej sieci energetycznejdopuszczalne całkowite zniekształcenia harmoniczne (THD) w Chinach wynoszą:

System niskiego-napięciowego 0,38 kV:THD mniejsze lub równe 5,0%

System średniego napięcia 6 kV–10 kV-:THD mniejsze lub równe 4,0%

 

3. Szafka aktywnego filtra mocy (APF).

3.1 Różnica między aktywnymi i pasywnymi filtrami mocy

Aktywny filtr mocy (APF)

Aktywny filtr mocy wykorzystuje urządzenia półprzewodnikowe i inteligentną technologię sterowania do monitorowania harmonicznych w czasie rzeczywistym. Automatycznie generuje wsteczne prądy kompensacyjne, aby dynamicznie eliminować prądy harmoniczne w sieci energetycznej.

W porównaniu z tradycyjnymi metodami filtrowania, systemy APF oferują:

• Kompensacja harmonicznych-w czasie rzeczywistym
• Dynamiczna reakcja
• Automatyczna regulacja
• Możliwość tłumienia wielu-harmonicznych
• Wsparcie kompensacji mocy biernej

 

Pasywny filtr mocy

Pasywny filtr mocy składa się głównie z kondensatorów, reaktorów i obwodów filtrów LC, podobnie jak konwencjonalne szafy kompensacji mocy biernej.

Pasywne filtry mocy mogą tłumić jedynie harmoniczne o określonych częstotliwościach i mają kilka ograniczeń:

• Stała charakterystyka kompensacji
• Ryzyko rezonansu
• Ograniczony zakres filtrowania
• Słaba zdolność adaptacji do zmieniających się warunków obciążenia

 

Dlatego szafy APF są powszechnie preferowane w nowoczesnych systemach zarządzania jakością energii.

 

3.2 Cechy funkcjonalne szafy APF

Szeroki zakres filtrowania harmonicznych

• Skutecznie tłumi harmoniczne od 2. do 61. rzędu
• Regulowane cele filtrowania harmonicznych
• Obsługuje dostosowane strategie kompensacji harmonicznych

 

Inteligentna kompensacja w czasie rzeczywistym-

• Dynamicznie śledzi zmiany obciążenia
• Automatycznie wyprowadza prąd kompensacji odwrotnej
• Utrzymuje stale stabilną jakość energii

 

Interfejs komunikacyjny RS485

• Obsługuje zdalne monitorowanie i transmisję danych
• Kompatybilny z inteligentnymi systemami zarządzania energią
• Wygodny w scentralizowanej obsłudze i konserwacji

 

Funkcja kompensacji mocy biernej

• Niezależnie przeprowadza filtrowanie harmonicznych, nie powodując nadmiernej kompensacji mocy biernej
• Wykorzystuje pozostałą moc do kompensacji mocy biernej
• Poprawia współczynnik mocy systemu poprzez dynamiczne filtrowanie

 

UlepszaćingJakość zasilania i niezawodność systemu

• Zmniejsza przegrzanie sprzętu
• Wydłuża żywotność urządzeń elektrycznych
• Obniża straty na linii i zużycie energii
• Zwiększa ogólne bezpieczeństwo dystrybucji energii

 

Wniosek

Ponieważ zanieczyszczenie harmonicznymi staje się coraz bardziej powszechne w nowoczesnych przemysłowych i komercyjnych systemach zasilania, szafy z aktywnymi filtrami mocy (APF) stały się niezbędnym rozwiązaniem zapewniającym tłumienie harmonicznych i poprawę jakości energii.

 

W porównaniu z tradycyjnymi filtrami pasywnymi, systemy APF zapewniają szersze zakresy filtrowania harmonicznych, większą szybkość reakcji, inteligentną kompensację i zintegrowane funkcje kompensacji mocy biernej, dzięki czemu idealnie nadają się do:

• Zakłady przemysłowe
• Budynki komercyjne
• Centra danych
• Szpitale
• Inteligentne zakłady produkcyjne
• Systemy energii odnawialnej

 

Skutecznie redukując zniekształcenia harmoniczne i poprawiając współczynnik mocy, szafy APF pomagają zapewnić bezpieczniejszą, stabilniejszą i bardziej-energooszczędną pracę systemu zasilania