1. Projekti taust

Inverterite, LED-valgustussüsteemide, muutuva sagedusega ajamite (VFD-de), UPS-süsteemide ja muude elektriliste elektroonikaseadmete laialdasema kasutamisega tööstusparkides ja kaubandusrajatistes on harmooniline saaste elektrijaotusvõrgus muutunud üha tõsisemaks.

 

Elektrivõrkude kontrollimisel selgus, et mitmes elektrijaotusruumis ületasid harmooniliste moonutuste tasemed elektrienergia mõõtesüsteemides ette nähtud lubatud piirnorme. Toitekvaliteedi parandamiseks ja süsteemi ohutu töö tagamiseks paigaldati harmooniliste summutamiseks ja reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks aktiivvõimsusfiltri (APF) kapp.

 

2. Harmoonikute mõistmine elektrisüsteemides

2.1 Fundamentaallaine ja harmoonilised

Tavalistes elektrisüsteemides on Hiinas pinge ja voolu põhisagedus 50 Hz. Enamik kaasaegseid elektrilisi koormusi on siiski mittelineaarsed{2}}koormused, näiteks:

• Sagedusmuundurid
• Inverterid
• LED-draiverid
• UPS süsteemid
• Aku laadimisseadmed
• Tööstusautomaatika seadmed

 

Need seadmed genereerivad voolu- ja pingekomponente sagedustega, mis on põhisageduse täisarvulised kordsed (näiteks 150 Hz, 250 Hz ja 350 Hz). Neid soovimatuid sageduskomponente nimetatakse harmoonilisteks.

Harmoonikud moonutavad elektrisüsteemi standardset siinuslainekuju ja mõjutavad negatiivselt üldist toitekvaliteeti.

 

 

2.2 Harmoonikute ohud

Ülemäärased harmoonilised võivad elektrisüsteemides põhjustada tõsiseid probleeme, sealhulgas:

• Suurenenud võimsuskadu kaablites ja trafodes
• Elektriseadmete ülekuumenemine
• Isolatsiooni kiirendatud vananemine
• Kondensaatorite ja mootorite lühendatud kasutusiga
• Tundlike elektroonikaseadmete talitlushäired
• Vähendatud võimsustegur
• Suurem energiakulu
• Kaitseseadmete vale väljalülitumine
• Pikaajaline{0}}töö rasketes harmoonilistes tingimustes võib põhjustada elektriseadmete püsivaid kahjustusi ja süsteemi töökindluse vähenemist.

 

Vastavalt riiklikule standardileGB/T 14549-1993 - Toite kvaliteet: Harmoonikud avalikus elektrivõrgus, on Hiinas lubatud täieliku harmoonilise moonutuse (THD) piirid:

0,38 kV madalpinge{1}}süsteem:THD väiksem kui 5,0% või sellega võrdne

6kV–10kV keskpinge{2}}süsteem:THD vähem kui 4,0% või sellega võrdne

 

3. Aktiivvõimsusfiltri (APF) kapp

3.1 Erinevus aktiivsete ja passiivsete võimsusfiltrite vahel

Aktiivne toitefilter (APF)

Aktiivne võimsusfilter kasutab harmooniliste reaalajas jälgimiseks pooljuhtseadmeid ja intelligentset juhtimistehnoloogiat. See genereerib automaatselt pöördkompensatsioonivoolud, et dünaamiliselt kõrvaldada harmoonilised voolud elektrivõrgus.

Võrreldes traditsiooniliste filtreerimismeetoditega pakuvad APF-süsteemid:

• Reaalajas-harmooniline kompensatsioon
• Dünaamiline reaktsioon
• Automaatne reguleerimine
• Mitme-harmoonilise summutamise võimalus
• Reaktiivvõimsuse kompenseerimise tugi

 

Passiivne võimsusfilter

Passiivvõimsusfilter koosneb peamiselt kondensaatoritest, reaktoritest ja LC-filtriahelatest, mis on sarnased tavapäraste reaktiivvõimsuse kompensatsioonikappidega.

Passiivsed võimsusfiltrid suudavad summutada ainult teatud sageduste harmoonilisi ja neil on mitmeid piiranguid:

• Fikseeritud kompensatsiooni omadused
• Resonantsi oht
• Piiratud filtreerimisvahemik
• Kehv kohanemisvõime muutuvate koormustingimustega

 

Seetõttu eelistatakse APF-kappe laialdaselt kaasaegsetes toitekvaliteedi juhtimissüsteemides.

 

3.2 APF-i korpuse funktsionaalsed omadused

Lai harmooniliste filtrite vahemik

• Summutab tõhusalt harmoonilisi 2. kuni 61. järku
• Reguleeritavad harmoonilise filtreerimise sihtmärgid
• Toetab kohandatud harmooniliste kompensatsioonistrateegiaid

 

Reaalajas{0}}intelligentne hüvitis

• Jälgib dünaamiliselt koormuse muutusi
• Väljastab automaatselt pöördkompensatsiooni voolu
• Säilitab pidevalt stabiilse toitekvaliteedi

 

RS485 sideliides

• Toetab kaugseiret ja andmeedastust
• Ühildub intelligentsete toitehaldussüsteemidega
• Mugav tsentraliseeritud kasutamiseks ja hoolduseks

 

Reaktiivvõimsuse kompenseerimise funktsioon

• Teostab harmoonilist filtreerimist iseseisvalt, põhjustamata reaktiivvõimsuse üle{0}}kompenseerimist
• Kasutab järelejäänud võimsust reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks
• Parandab süsteemi võimsustegurit dünaamilise filtreerimise kaudu

 

ImprovingToite kvaliteet ja süsteemi töökindlus

• Vähendab seadmete ülekuumenemist
• Pikendab elektriseadmete kasutusiga
• Vähendab liinikadusid ja energiatarbimist
• Suurendab üldist elektrijaotuse ohutust

 

Järeldus

Kuna harmooniline saaste muutub kaasaegsetes tööstuslikes ja kaubanduslikes elektrisüsteemides üha tavalisemaks, on Active Power Filter (APF) kapid muutunud oluliseks lahenduseks harmooniliste summutamiseks ja toitekvaliteedi parandamiseks.

 

Võrreldes traditsiooniliste passiivfiltritega pakuvad APF-süsteemid laiemat harmoonilise filtreerimise vahemikku, kiiremat reageerimiskiirust, intelligentset kompensatsiooni ja integreeritud reaktiivvõimsuse kompenseerimise funktsioone, mistõttu on need ideaalsed:

• Tööstusettevõtted
• Ärihooned
• Andmekeskused
• Haiglad
• Nutikad tootmisrajatised
• Taastuvenergia süsteemid

 

Vähendades tõhusalt harmoonilisi moonutusi ja parandades võimsustegurit, aitavad APF-kapid tagada ohutuma, stabiilsema ja energiasäästlikuma{0}}toitesüsteemi töö