1. Hankkeen tausta

Invertterien, LED-valaistusjärjestelmien, taajuusmuuttajien (VFD:n), UPS-järjestelmien ja muiden tehoelektroniikkalaitteiden käytön lisääntyessä teollisuuspuistoissa ja kaupallisissa tiloissa harmoninen saastuminen sähkönjakeluverkossa on muuttunut yhä vakavammaksi.

 

Voimalaitostarkastuksissa havaittiin, että useissa sähkönjakeluhuoneissa harmoniset säröt ylittivät sähköenergian mittausjärjestelmien sallimat rajat. Virranlaadun parantamiseksi ja järjestelmän turvallisen toiminnan varmistamiseksi asennettiin Active Power Filter (APF) -kaappi harmonisen vaimennusta ja loistehon kompensointia varten.

 

2. Yliaaltojen ymmärtäminen tehojärjestelmissä

2.1 Perusaalto ja harmoniset yliaallot

Vakiovoimajärjestelmissä jännitteen ja virran perustaajuus Kiinassa on 50 Hz. Useimmat nykyaikaiset sähkökuormat ovat kuitenkin ei--lineaarisia kuormia, kuten:

• Taajuusmuuntimet
• Invertterit
• LED-ajurit
• UPS-järjestelmät
• Akun latauslaitteet
• Teollisuuden automaatiolaitteet

 

Nämä laitteet tuottavat virta- ja jännitekomponentteja, joiden taajuudet ovat perustaajuuden kokonaislukukertoja (esimerkiksi 150 Hz, 250 Hz ja 350 Hz). Näitä ei-toivottuja taajuuskomponentteja kutsutaan harmonisiksi.

Yliaallot vääristävät sähköjärjestelmän standardia siniaaltomuotoa ja vaikuttavat negatiivisesti yleiseen virranlaatuun.

 

 

2.2 Yliaaltojen vaarat

Liialliset harmoniset voivat aiheuttaa vakavia ongelmia sähköjärjestelmissä, mukaan lukien:

• Lisääntynyt tehohäviö kaapeleissa ja muuntajissa
• Sähkölaitteiden ylikuumeneminen
• Nopeutettu eristyksen ikääntyminen
• Kondensaattorien ja moottoreiden lyhentynyt käyttöikä
• Herkkien elektronisten laitteiden toimintahäiriö
• Alennettu tehokerroin
• Suurempi energiankulutus
• Suojalaitteiden väärä laukeaminen
• Pitkäaikainen{0}}käyttö vaikeissa harmonisissa olosuhteissa voi johtaa sähkölaitteiden pysyvään vaurioitumiseen ja järjestelmän luotettavuuden heikkenemiseen.

 

Kansallisen standardin mukaanGB/T 14549-1993 - Virranlaatu: Yliaaltoja julkisessa sähköverkossa, sallitut kokonaisharmonisen vääristymän (THD) rajat Kiinassa ovat:

0,38 kV matala-jännitejärjestelmä:THD pienempi tai yhtä suuri kuin 5,0 %

6kV–10kV keski{2}}jännitejärjestelmä:THD pienempi tai yhtä suuri kuin 4,0 %

 

3. Active Power Filter (APF) -kaappi

3.1 Ero aktiivisten ja passiivisten tehosuodattimien välillä

Active Power Filter (APF)

Active Power Filter käyttää puolijohdelaitteita ja älykästä ohjaustekniikkaa yliaaltojen tarkkailemiseen reaaliajassa. Se generoi automaattisesti käänteisiä kompensointivirtoja dynaamisesti eliminoidakseen harmoniset virrat sähköverkossa.

Perinteisiin suodatusmenetelmiin verrattuna APF-järjestelmät tarjoavat:

• Reaaliaikainen-harmoninen kompensointi
• Dynaaminen vaste
• Automaattinen säätö
• Moni-harmoninen vaimennusominaisuus
• Loistehokompensoinnin tuki

 

Passiivinen tehosuodatin

Passiivinen tehosuodatin koostuu pääasiassa kondensaattoreista, reaktoreista ja LC-suodatinpiireistä, jotka ovat samanlaisia ​​kuin perinteiset loistehokompensointikaapit.

Passiiviset tehosuodattimet voivat vaimentaa vain tiettyjen taajuuksien harmonisia, ja niillä on useita rajoituksia:

• Kiinteät kompensointiominaisuudet
• Resonanssin vaara
• Rajoitettu suodatusalue
• Huono sopeutumiskyky muuttuviin kuormitusolosuhteisiin

 

Siksi APF-kaapit ovat laajalti suosittuja nykyaikaisissa sähkönlaadunhallintajärjestelmissä.

 

3.2 APF-kaapin toiminnalliset ominaisuudet

Laaja harmoninen suodatusalue

• Vaimentaa tehokkaasti yliaaltoja 2.–61. asteen välillä
• Säädettävät harmoniset suodatuskohteet
• Tukee räätälöityjä harmonisten kompensointistrategioita

 

Reaaliaikainen-älykäs kompensaatio

• Seuraa dynaamisesti kuormituksen muutoksia
• Antaa automaattisesti käänteisen kompensointivirran
• Ylläpitää tasaisen virranlaadun jatkuvasti

 

RS485-tiedonsiirtoliitäntä

• Tukee etävalvontaa ja tiedonsiirtoa
• Yhteensopiva älykkäiden virranhallintajärjestelmien kanssa
• Kätevä keskitettyyn käyttöön ja huoltoon

 

Loistehon kompensointitoiminto

• Suorittaa harmonisen suodatuksen itsenäisesti aiheuttamatta loistehoa yli{0}}kompensaatiota
• Käyttää jäljellä olevan kapasiteetin loistehon kompensointiin
• Parantaa järjestelmän tehokerrointa dynaamisen suodatuksen avulla

 

ImprovingVirran laatu ja järjestelmän luotettavuus

• Vähentää laitteiden ylikuumenemista
• Pidentää sähkölaitteiden käyttöikää
• Vähentää linjahäviöitä ja energiankulutusta
• Parantaa yleistä sähkönjakelun turvallisuutta

 

Johtopäätös

Harmonisen saastumisen yleistyessä nykyaikaisissa teollisissa ja kaupallisissa sähköjärjestelmissä Active Power Filter (APF) -kaapeista on tullut olennainen ratkaisu harmonisten vaimennusten ja virranlaadun parantamiseen.

 

Perinteisiin passiivisiin suodattimiin verrattuna APF-järjestelmät tarjoavat laajemmat harmoniset suodatusalueet, nopeammat vastenopeudet, älykkään kompensoinnin ja integroidut loistehokompensointitoiminnot, mikä tekee niistä ihanteellisia:

• Teollisuuslaitokset
• Liikerakennukset
• Datakeskukset
• Sairaalat
• Älykkäät tuotantolaitokset
• Uusiutuvat energiajärjestelmät

 

Vähentämällä tehokkaasti harmonisia vääristymiä ja parantamalla tehokerrointa APF-kaapit auttavat varmistamaan turvallisemman, vakaamman ja energiatehokkaamman virran{0}}toiminnan