1. Projekto fonas

Pramoniniuose parkuose ir komerciniuose objektuose vis dažniau naudojant inverterius, LED apšvietimo sistemas, kintamo dažnio pavaras (VFD), UPS sistemas ir kitą galios elektroninę įrangą, harmoninė tarša elektros paskirstymo tinkle tampa vis rimtesnė.

 

Energetikos patikrinimų metu nustatyta, kad harmoninių iškraipymų lygiai keliose elektros skirstymo patalpose viršijo elektros energijos apskaitos sistemų nustatytas leistinas ribas. Siekiant pagerinti elektros energijos kokybę ir užtikrinti saugų sistemos veikimą, buvo įrengta aktyviosios galios filtro (APF) spinta, skirta harmonikų slopinimui ir reaktyviosios galios kompensavimui.

 

2. Harmonikų supratimas energijos sistemose

2.1 Fundamentalioji banga ir harmonika

Standartinėse elektros energijos sistemose pagrindinis įtampos ir srovės dažnis Kinijoje yra 50 Hz. Tačiau dauguma šiuolaikinių elektros apkrovų yra ne-tiesinės apkrovos, pvz.:

• Dažnio keitikliai
• Inverteriai
• LED tvarkyklės
• UPS sistemos
• Akumuliatoriaus įkrovimo įranga
• Pramonės automatikos įrenginiai

 

Šie įrenginiai generuoja srovės ir įtampos komponentus, kurių dažniai yra sveikieji pagrindinio dažnio kartotiniai (pavyzdžiui, 150 Hz, 250 Hz ir 350 Hz). Šie nepageidaujami dažnio komponentai yra žinomi kaip harmonikos.

Harmonikos iškraipo standartinę sinusoidinę maitinimo sistemos bangos formą ir neigiamai veikia bendrą elektros energijos kokybę.

 

 

2.2 Harmonikų keliami pavojai

Pernelyg didelės harmonikos gali sukelti rimtų problemų elektros sistemose, įskaitant:

• Padidėjęs galios praradimas kabeliuose ir transformatoriuose
• Elektros įrangos perkaitimas
• Pagreitintas izoliacijos senėjimas
• Sumažintas kondensatorių ir variklių tarnavimo laikas
• Jautrių elektroninių prietaisų gedimas
• Sumažintas galios koeficientas
• Didesnis energijos suvartojimas
• Netikras apsaugos įtaisų išjungimas
• Ilgalaikis{0}}dirbimas esant sunkioms harmoninėms sąlygoms gali sukelti negrįžtamus elektros įrangos pažeidimus ir sumažinti sistemos patikimumą.

 

Pagal nacionalinį standartąGB/T 14549-1993 - Maitinimo kokybė: harmonika viešajame elektros tinkle, leistinos bendrojo harmoninio iškraipymo (THD) ribos Kinijoje yra šios:

0,38 kV žemos -įtampos sistema:THD mažesnis arba lygus 5,0 %

6kV–10kV vidutinės{2} įtampos sistema:THD mažesnis arba lygus 4,0 %

 

3. Aktyviosios galios filtro (APF) spintelė

3.1 Skirtumas tarp aktyviųjų ir pasyviųjų galios filtrų

Aktyvus galios filtras (APF)

Aktyvus galios filtras naudoja puslaidininkinius įtaisus ir pažangią valdymo technologiją, kad galėtų stebėti harmoniką realiuoju laiku. Jis automatiškai generuoja atvirkštinio kompensavimo sroves, kad dinamiškai pašalintų harmonines sroves elektros tinkle.

Palyginti su tradiciniais filtravimo metodais, APF sistemos siūlo:

• Realaus laiko{0}}harmonikos kompensavimas
• Dinaminis atsakas
• Automatinis reguliavimas
• Daugia{0}}harmonijos slopinimo galimybė
• Reaktyviosios galios kompensavimo palaikymas

 

Pasyvus galios filtras

Pasyvus galios filtras daugiausia susideda iš kondensatorių, reaktorių ir LC filtrų grandinių, panašių į įprastas reaktyviosios galios kompensavimo spintas.

Pasyvieji galios filtrai gali slopinti tik tam tikrų dažnių harmonikas ir turi keletą apribojimų:

• Fiksuotos kompensavimo charakteristikos
• Rezonanso rizika
• Ribotas filtravimo diapazonas
• Prastas prisitaikymas prie besikeičiančių apkrovos sąlygų

 

Todėl APF spintelės yra plačiai naudojamos šiuolaikinėse energijos kokybės valdymo sistemose.

 

3.2 Funkcinės APF spintelės savybės

Platus harmoninio filtravimo diapazonas

• Efektyviai slopina harmonikas nuo 2 iki 61 eilės
• Reguliuojami harmoniniai filtravimo taikiniai
• Palaiko pritaikytas harmonikų kompensavimo strategijas

 

Realaus laiko{0}}Išmanus kompensavimas

• Dinamiškai seka apkrovos pokyčius
• Automatiškai išveda atvirkštinio kompensavimo srovę
• Nuolat palaiko stabilią elektros energijos kokybę

 

RS485 ryšio sąsaja

• Palaiko nuotolinį stebėjimą ir duomenų perdavimą
• Suderinamas su išmaniosiomis energijos valdymo sistemomis
• Patogus centralizuotai eksploatuoti ir prižiūrėti

 

Reaktyviosios galios kompensavimo funkcija

• Atlieka harmoninį filtravimą nepriklausomai, nekompensuodama reaktyviosios galios{0}}
• Naudoja likusią talpą reaktyviosios galios kompensavimui
• Pagerina sistemos galios koeficientą per dinaminį filtravimą

 

PatobulinimasingMaitinimo kokybė ir sistemos patikimumas

• Sumažina įrangos perkaitimą
• Prailgina elektros prietaisų tarnavimo laiką
• Sumažina linijos nuostolius ir energijos sąnaudas
• Pagerina bendrą elektros paskirstymo saugumą

 

Išvada

Harmoninei taršai vis labiau paplitus šiuolaikinėse pramoninėse ir komercinėse elektros energijos sistemose, aktyviojo galios filtro (APF) spintos tapo esminiu harmonikų slopinimo ir energijos kokybės gerinimo sprendimu.

 

Palyginti su tradiciniais pasyviais filtrais, APF sistemos suteikia platesnius harmoninių filtravimo diapazonus, didesnį atsako greitį, intelektualų kompensavimą ir integruotas reaktyviosios galios kompensavimo funkcijas, todėl jos idealiai tinka:

• Pramonės gamyklos
• Komerciniai pastatai
• Duomenų centrai
• Ligoninės
• Išmanios gamybos patalpos
• Atsinaujinančios energijos sistemos

 

Veiksmingai sumažindamos harmoninius iškraipymus ir pagerindamos galios koeficientą, APF spintelės padeda užtikrinti saugesnį, stabilesnį ir efektyvesnį{0}} energijos tiekimo sistemos veikimą.