1. Pozadí projektu

S rostoucím používáním invertorů, LED osvětlovacích systémů, frekvenčních měničů (VFD), UPS systémů a dalších výkonových elektronických zařízení v průmyslových parcích a komerčních zařízeních je harmonické znečištění v rozvodné síti stále vážnější.

 

Kontroly energetického podniku odhalily, že úrovně harmonického zkreslení v několika místnostech rozvodu energie překračovaly povolené limity stanovené systémy měření elektrické energie. Pro zlepšení kvality napájení a zajištění bezpečného provozu systému byla instalována skříň Active Power Filter (APF) pro potlačení harmonických složek a kompenzaci jalového výkonu.

 

2. Pochopení harmonických v energetických systémech

2.1 Základní vlna a harmonické

Ve standardních energetických systémech je základní frekvence napětí a proudu v Číně 50 Hz. Většina moderních elektrických zátěží jsou však ne-lineární zátěže, jako například:

• Frekvenční měniče
• Střídače
• LED ovladače
• UPS systémy
• Zařízení pro nabíjení baterií
• Zařízení průmyslové automatizace

 

Tato zařízení generují proudové a napěťové složky s frekvencemi, které jsou celočíselnými násobky základní frekvence (například 150 Hz, 250 Hz a 350 Hz). Tyto nežádoucí frekvenční složky jsou známé jako harmonické.

Harmonické zkreslují standardní sinusový průběh energetického systému a negativně ovlivňují celkovou kvalitu napájení.

 

 

2.2 Nebezpečí harmonických

Nadměrné harmonické mohou způsobit vážné problémy v elektrických systémech, včetně:

• Zvýšená ztráta energie v kabelech a transformátorech
• Přehřívání elektrických zařízení
• Zrychlené stárnutí izolace
• Snížená životnost kondenzátorů a motorů
• Porucha citlivých elektronických zařízení
• Snížený účiník
• Vyšší spotřeba energie
• Chybné vypnutí ochranných zařízení
• Dlouhodobý-provoz v podmínkách vysokých harmonických může vést k trvalému poškození elektrického zařízení a snížení spolehlivosti systému.

 

Podle národní normyGB/T 14549-1993 - Kvalita energie: Harmonické ve veřejné elektrické sítiPřípustné limity celkového harmonického zkreslení (THD) v Číně jsou:

0,38 kV nízkonapěťový-systém:THD Menší nebo rovno 5,0 %

6kV–10kV střední-napěťový systém:THD Menší nebo rovno 4,0 %

 

3. Skříň filtru aktivního napájení (APF).

3.1 Rozdíl mezi aktivními a pasivními výkonovými filtry

Aktivní filtr napájení (APF)

Aktivní výkonový filtr využívá polovodičová zařízení a inteligentní řídicí technologii k monitorování harmonických v reálném čase. Automaticky generuje zpětné kompenzační proudy pro dynamickou eliminaci harmonických proudů v rozvodné síti.

Ve srovnání s tradičními metodami filtrování nabízejí systémy APF:

• Harmonická kompenzace-v reálném čase
• Dynamická odezva
• Automatické nastavení
• Schopnost více{0}}harmonického potlačení
• Podpora kompenzace jalového výkonu

 

Pasivní výkonový filtr

Pasivní výkonový filtr sestává hlavně z kondenzátorů, tlumivek a obvodů LC filtrů, podobně jako konvenční skříně pro kompenzaci jalového výkonu.

Pasivní výkonové filtry mohou potlačit pouze harmonické konkrétní frekvence a mají několik omezení:

• Pevné kompenzační charakteristiky
• Riziko rezonance
• Omezený rozsah filtrování
• Špatná adaptabilita na měnící se podmínky zatížení

 

Proto jsou skříně APF široce preferovány v moderních systémech řízení kvality energie.

 

3.2 Funkční vlastnosti skříně APF

Široký rozsah harmonického filtrování

• Účinně potlačuje harmonické od 2. do 61. řádu
• Nastavitelné harmonické filtrační cíle
• Podporuje přizpůsobené strategie kompenzace harmonických

 

Inteligentní kompenzace-v reálném čase

• Dynamicky sleduje změny zatížení
• Automaticky vydává reverzní kompenzační proud
• Trvale udržuje stabilní kvalitu energie

 

Komunikační rozhraní RS485

• Podporuje vzdálené monitorování a přenos dat
• Kompatibilní s inteligentními systémy řízení spotřeby
• Vhodné pro centralizovaný provoz a údržbu

 

Funkce kompenzace jalového výkonu

• Provádí filtrování harmonických nezávisle, aniž by způsobilo pře{0}}kompenzaci jalového výkonu
• Využívá zbývající kapacitu pro kompenzaci jalového výkonu
• Zlepšuje účiník systému prostřednictvím dynamického filtrování

 

ImprovIngKvalita napájení a spolehlivost systému

• Snižuje přehřívání zařízení
• Prodlužuje životnost elektrických zařízení
• Snižuje ztráty ve vedení a spotřebu energie
• Zvyšuje celkovou bezpečnost distribuce energie

 

Závěr

Vzhledem k tomu, že harmonické znečištění se v moderních průmyslových a komerčních energetických systémech stává stále běžnějším, staly se skříně s aktivním napájecím filtrem (APF) nezbytným řešením pro potlačení harmonických a zlepšení kvality napájení.

 

Ve srovnání s tradičními pasivními filtry poskytují systémy APF širší rozsahy harmonického filtrování, vyšší rychlosti odezvy, inteligentní kompenzaci a integrované funkce kompenzace jalového výkonu, díky čemuž jsou ideální pro:

• Průmyslové závody
• Komerční budovy
• datová centra
• nemocnice
• Inteligentní výrobní zařízení
• Systémy obnovitelné energie

 

Efektivním snížením harmonického zkreslení a zlepšením účiníku pomáhají skříně APF zajistit bezpečnější, stabilnější a energeticky-účinnější provoz energetického systému