1. Історія проекту

Зі збільшенням використання інверторів, систем світлодіодного освітлення, приводів зі змінною частотою (VFD), систем ДБЖ та іншого силового електронного обладнання в промислових парках і комерційних об’єктах, гармонічне забруднення в мережі розподілу електроенергії стає все більш серйозним.

 

Під час обстеження енергокомпанії встановлено, що в кількох розподільних приміщеннях рівні гармонійних спотворень перевищують допустимі норми, встановлені системами обліку електроенергії. Для покращення якості електроенергії та забезпечення безпечної роботи системи було встановлено шафу активного фільтра потужності (APF) для придушення гармонік та компенсації реактивної потужності.

 

2. Розуміння гармонік в енергетичних системах

2.1 Основні хвилі та гармоніки

У стандартних системах живлення основна частота напруги та струму в Китаї становить 50 Гц. Однак більшість сучасних електричних навантажень є не-лінійними, як-от:

• Перетворювачі частоти
• Інвертори
• Світлодіодні драйвери
• Системи ДБЖ
• Обладнання для зарядки акумуляторів
• Пристрої промислової автоматизації

 

Ці пристрої генерують компоненти струму та напруги з частотами, кратними основній частоті (наприклад, 150 Гц, 250 Гц і 350 Гц). Ці небажані компоненти частоти називаються гармоніками.

Гармоніки спотворюють стандартну синусоїдну форму сигналу енергосистеми та негативно впливають на загальну якість електроенергії.

 

 

2.2 Небезпека гармонік

Надмірні гармоніки можуть спричинити серйозні проблеми в електричних системах, зокрема:

• Підвищені втрати потужності в кабелях і трансформаторах
• Перегрів електрообладнання
• Прискорене старіння ізоляції
• Зменшення терміну служби конденсаторів і двигунів
• Несправність чутливих електронних пристроїв
• Знижений коефіцієнт потужності
• Більше споживання енергії
• Помилкове спрацьовування пристроїв захисту
• Довготривала -експлуатація за суворих гармонійних умов може призвести до незворотного пошкодження електричного обладнання та зниження надійності системи.

 

Відповідно до національного стандартуGB/T 14549-1993 - Якість електроенергії: гармоніки в державній електромережідопустимі сумарні гармонійні спотворення (THD) у Китаї:

Система низької-напруги 0,38 кВ:THD Менше або дорівнює 5,0%

Система середньої-напруги 6 кВ–10 кВ:THD Менше або дорівнює 4,0%

 

3. Шафа активного фільтра живлення (APF).

3.1 Різниця між активним і пасивним фільтрами живлення

Активний фільтр живлення (APF)

Активний фільтр живлення використовує напівпровідникові пристрої та технологію інтелектуального керування для моніторингу гармонік у реальному часі. Він автоматично генерує зворотні компенсаційні струми для динамічного усунення гармонійних струмів в електромережі.

У порівнянні з традиційними методами фільтрації системи APF пропонують:

• Гармонійна-компенсація в реальному часі
• Динамічний відгук
• Автоматичне регулювання
• Можливість придушення багатьох- гармоній
• Підтримка компенсації реактивної потужності

 

Фільтр пасивної потужності

Фільтр пасивної потужності в основному складається з конденсаторів, реакторів і схем LC-фільтрів, подібних до звичайних шаф компенсації реактивної потужності.

Фільтри пасивної потужності можуть пригнічувати лише гармоніки певних частот і мають кілька обмежень:

• Фіксовані компенсаційні характеристики
• Ризик резонансу
• Обмежений діапазон фільтрації
• Погана адаптивність до мінливих умов навантаження

 

Таким чином, шафи APF є широко переважними в сучасних системах управління якістю електроенергії.

 

3.2 Функціональні особливості шафи АПФ

Широкий діапазон фільтрації гармонік

• Ефективно пригнічує гармоніки від 2-го до 61-го порядку
• Регульовані цілі фільтрації гармонік
• Підтримує індивідуальні стратегії гармонічної компенсації

 

Інтелектуальна-компенсація в реальному часі

• Динамічно відстежує зміни навантаження
• Автоматично виводить струм зворотної компенсації
• Постійно підтримує стабільну якість електроенергії

 

Інтерфейс зв'язку RS485

• Підтримує віддалений моніторинг і передачу даних
• Сумісний з інтелектуальними системами керування живленням
• Зручний для централізованої експлуатації та обслуговування

 

Функція компенсації реактивної потужності

• Виконує фільтрацію гармонік незалежно, не спричиняючи перевищення-компенсації реактивної потужності
• Використовує залишкову потужність для компенсації реактивної потужності
• Покращує коефіцієнт потужності системи за допомогою динамічної фільтрації

 

покращенняінжЯкість електроенергії та надійність системи

• Зменшує перегрів обладнання
• Подовжує термін служби електроприладів
• Знижує втрати в лінії та споживання енергії
• Підвищує загальну безпеку розподілу електроенергії

 

Висновок

Оскільки гармонійне забруднення стає все більш поширеним у сучасних промислових і комерційних системах живлення, шафи з фільтром активної потужності (APF) стали важливим рішенням для придушення гармонік і покращення якості електроенергії.

 

У порівнянні з традиційними пасивними фільтрами, системи APF забезпечують ширші діапазони фільтрації гармонік, вищу швидкість реакції, інтелектуальну компенсацію та вбудовані функції компенсації реактивної потужності, що робить їх ідеальними для:

• Промислові заводи
• Комерційні будівлі
• Центри обробки даних
• Лікарні
• Розумні виробничі потужності
• Системи відновлюваної енергії

 

Ефективно зменшуючи гармонічні спотворення та покращуючи коефіцієнт потужності, шафи APF допомагають забезпечити безпечнішу, стабільнішу та енерго-ефективнішу роботу системи живлення