1. История на проекта

С нарастващото използване на инвертори, LED осветителни системи, задвижвания с променлива честота (VFD), UPS системи и друго захранващо електронно оборудване в индустриални паркове и търговски съоръжения, хармоничното замърсяване в електроразпределителната мрежа става все по-сериозно.

 

Инспекциите на електроснабдяването разкриха, че нивата на хармонично изкривяване в няколко електроразпределителни помещения надвишават допустимите граници, определени от системите за измерване на електрическа енергия. За да се подобри качеството на захранването и да се осигури безопасна работа на системата, беше инсталиран шкаф с активен филтър за мощност (APF) за потискане на хармониците и компенсация на реактивната мощност.

 

2. Разбиране на хармониците в енергийните системи

2.1 Основни вълни и хармоници

В стандартните енергийни системи основната честота на напрежението и тока в Китай е 50Hz. Повечето съвременни електрически товари обаче са не-линейни товари, като например:

• Честотни преобразуватели
• Инвертори
• LED драйвери
• UPS системи
• Оборудване за зареждане на батерии
• Уреди за индустриална автоматизация

 

Тези устройства генерират компоненти на ток и напрежение с честоти, които са цели числа, кратни на основната честота (например 150Hz, 250Hz и 350Hz). Тези нежелани честотни компоненти са известни като хармоници.

Хармониците изкривяват стандартната синусоидална форма на вълната на електроенергийната система и влияят отрицателно на общото качество на електроенергията.

 

 

2.2 Опасности от хармоници

Прекомерните хармоници могат да причинят сериозни проблеми в електрическите системи, включително:

• Повишена загуба на мощност в кабели и трансформатори
• Прегряване на електрическо оборудване
• Ускорено стареене на изолацията
• Намален експлоатационен живот на кондензатори и двигатели
• Неизправност на чувствителни електронни устройства
• Намален фактор на мощността
• По-висока консумация на енергия
• Фалшиво задействане на защитните устройства
• Дългосрочната -работа при тежки хармонични условия може да доведе до трайна повреда на електрическото оборудване и намалена надеждност на системата.

 

Според националния стандартGB/T 14549-1993 - Качество на захранването: Хармоници в обществена електропреносна мрежа, допустимите граници на общо хармонично изкривяване (THD) в Китай са:

0,38kV система с ниско{1}}напрежение:THD По-малко или равно на 5,0%

6kV–10kV средно{2}}напрежение:THD По-малко или равно на 4,0%

 

3. Шкаф с филтър за активна мощност (APF).

3.1 Разлика между активни и пасивни мощностни филтри

Филтър за активна мощност (APF)

Активният филтър за захранване използва полупроводникови устройства и интелигентна технология за управление за наблюдение на хармониците в реално време. Той автоматично генерира токове на обратна компенсация, за да елиминира динамично хармоничните токове в електрическата мрежа.

В сравнение с традиционните методи за филтриране, APF системите предлагат:

• Хармонична-компенсация в реално време
• Динамичен отговор
• Автоматична настройка
• Мулти{0}}способност за потискане на хармоници
• Поддръжка на компенсация на реактивната мощност

 

Пасивен захранващ филтър

Филтърът за пасивна мощност се състои главно от кондензатори, реактори и LC филтърни вериги, подобни на конвенционалните шкафове за компенсация на реактивната мощност.

Пасивните силови филтри могат да потискат само хармоници на определени честоти и имат няколко ограничения:

• Фиксирани характеристики на компенсация
• Риск от резонанс
• Ограничен диапазон на филтриране
• Слаба адаптивност към променящите се условия на натоварване

 

Поради това APF шкафовете са широко предпочитани в съвременните системи за управление на качеството на електроенергията.

 

3.2 Функционални характеристики на APF кабинета

Широк диапазон на хармонично филтриране

• Ефективно потиска хармониците от 2-ри до 61-ви ред
• Регулируеми цели за хармонично филтриране
• Поддържа персонализирани стратегии за хармонична компенсация

 

Интелигентна-компенсация в реално време

• Динамично проследява промените в натоварването
• Автоматично извежда обратен компенсационен ток
• Поддържа непрекъснато стабилно качество на захранването

 

Комуникационен интерфейс RS485

• Поддържа дистанционно наблюдение и предаване на данни
• Съвместим с интелигентни системи за управление на захранването
• Удобен за централизирана работа и поддръжка

 

Функция за компенсиране на реактивната мощност

• Извършва хармонично филтриране независимо, без да причинява компенсация на реактивната мощност-
• Използва оставащия капацитет за компенсиране на реактивната мощност
• Подобрява фактора на мощността на системата чрез динамично филтриране

 

ПодобряванеинжКачество на захранването и надеждност на системата

• Намалява прегряването на оборудването
• Удължава експлоатационния живот на електрическите уреди
• Намалява загубите в линията и консумацията на енергия
• Повишава цялостната безопасност на разпределението на електроенергия

 

Заключение

Тъй като хармоничното замърсяване става все по-често срещано в съвременните промишлени и търговски енергийни системи, шкафовете с активен филтър за мощност (APF) се превърнаха в основно решение за потискане на хармониците и подобряване на качеството на захранването.

 

В сравнение с традиционните пасивни филтри, APF системите осигуряват по-широки диапазони на хармонично филтриране, по-бързи скорости на реакция, интелигентна компенсация и интегрирани функции за компенсиране на реактивната мощност, което ги прави идеални за:

• Промишлени предприятия
• Търговски сгради
• Центрове за данни
• Болници
• Интелигентни производствени съоръжения
• Системи за възобновяема енергия

 

Чрез ефективно намаляване на хармоничните изкривявания и подобряване на фактора на мощността, шкафовете APF помагат да се осигури по-безопасна, по-стабилна и по-енергийно{0}}ефективна работа на захранващата система