1. پیشینه پروژه

با استفاده روزافزون از اینورترها، سیستم‌های روشنایی LED، درایوهای فرکانس متغیر (VFD)، سیستم‌های UPS و سایر تجهیزات الکترونیکی قدرت در پارک‌های صنعتی و تأسیسات تجاری، آلودگی هارمونیک در شبکه توزیع برق به طور فزاینده‌ای جدی شده است.

 

بازرسی های برق نشان داد که سطوح اعوجاج هارمونیک در چندین اتاق توزیع برق از حد مجاز مشخص شده توسط سیستم های اندازه گیری انرژی الکتریکی فراتر رفته است. برای بهبود کیفیت توان و اطمینان از عملکرد ایمن سیستم، یک کابینت فیلتر توان فعال (APF) برای سرکوب هارمونیک و جبران توان راکتیو نصب شد.

 

2. درک هارمونیک در سیستم های قدرت

2.1 موج بنیادی و هارمونیک

در سیستم های قدرت استاندارد، فرکانس اساسی ولتاژ و جریان در چین 50 هرتز است. با این حال، بیشتر بارهای الکتریکی مدرن، بارهای غیر خطی هستند، مانند:

• مبدل های فرکانس
• اینورترها
• درایورهای LED
• سیستم های یو پی اس
• تجهیزات شارژ باتری
• دستگاه های اتوماسیون صنعتی

 

این دستگاه‌ها اجزای جریان و ولتاژ را با فرکانس‌هایی تولید می‌کنند که مضرب صحیح فرکانس اصلی هستند (مثلاً 150 هرتز، 250 هرتز و 350 هرتز). این مولفه های فرکانس ناخواسته به عنوان هارمونیک شناخته می شوند.

هارمونیک ها شکل موج سینوسی استاندارد سیستم قدرت را مخدوش می کنند و بر کیفیت کلی توان تأثیر منفی می گذارند.

 

 

2.2 خطرات هارمونیک

هارمونیک بیش از حد می تواند مشکلات جدی در سیستم های الکتریکی ایجاد کند، از جمله:

• افزایش تلفات برق در کابل ها و ترانسفورماتورها
• گرم شدن بیش از حد تجهیزات الکتریکی
• تسریع پیری عایق
• کاهش طول عمر خازن ها و موتورها
• خرابی دستگاه های الکترونیکی حساس
• کاهش ضریب توان
• مصرف انرژی بالاتر
• خاموش شدن کاذب وسایل حفاظتی
• عملکرد طولانی مدت-در شرایط هارمونیک شدید ممکن است منجر به آسیب دائمی به تجهیزات الکتریکی و کاهش قابلیت اطمینان سیستم شود.

 

طبق استاندارد ملیGB/T 14549-1993 - کیفیت برق: هارمونیک در شبکه برق عمومیحد مجاز اعوجاج هارمونیک کل (THD) در چین عبارتند از:

سیستم ولتاژ پایین 0.38kV:THD کمتر یا مساوی 5.0٪

سیستم ولتاژ متوسط ​​6kV–10kV:THD کمتر یا مساوی 4.0٪

 

3. فیلتر برق فعال (APF) کابینت

3.1 تفاوت بین فیلترهای قدرت فعال و غیرفعال

فیلتر برق فعال (APF)

یک فیلتر قدرت فعال از دستگاه های نیمه هادی و فناوری کنترل هوشمند برای نظارت بر هارمونیک ها در زمان واقعی استفاده می کند. به طور خودکار جریان های جبران معکوس را برای حذف دینامیکی جریان های هارمونیک در شبکه برق تولید می کند.

در مقایسه با روش های فیلتر سنتی، سیستم های APF ارائه می دهند:

• جبران هارمونیک در زمان واقعی-
• پاسخ پویا
• تنظیم خودکار
• قابلیت سرکوب چند{0} هارمونیک
• پشتیبانی از جبران توان راکتیو

 

فیلتر قدرت غیر فعال

فیلتر توان غیرفعال عمدتاً از خازن‌ها، راکتورها و مدارهای فیلتر LC، مشابه کابینت‌های جبران توان راکتیو معمولی تشکیل شده است.

فیلترهای قدرت غیرفعال فقط می توانند هارمونیک های فرکانس های خاص را سرکوب کنند و چندین محدودیت دارند:

• ویژگی های جبرانی ثابت
• خطر رزونانس
• محدوده فیلتر محدود
• سازگاری ضعیف با تغییر شرایط بار

 

بنابراین، کابینت های APF به طور گسترده ای در سیستم های مدیریت کیفیت برق مدرن ترجیح داده می شوند.

 

3.2 ویژگی های عملکردی کابینت APF

محدوده فیلتر هارمونیک گسترده

• به طور موثر هارمونیک ها را از مرتبه 2 تا 61 سرکوب می کند
• اهداف فیلتر هارمونیک قابل تنظیم
• از استراتژی های جبران هارمونیک سفارشی پشتیبانی می کند

 

- جبران هوشمند زمان واقعی

• تغییرات بار را به صورت پویا دنبال می کند
• جریان جبران معکوس را به صورت خودکار خروجی می دهد
• کیفیت توان پایدار را به طور مداوم حفظ می کند

 

رابط ارتباطی RS485

• پشتیبانی از نظارت از راه دور و انتقال داده ها
• سازگار با سیستم های هوشمند مدیریت انرژی
• مناسب برای عملیات متمرکز و نگهداری

 

تابع جبران توان راکتیو

• فیلتر هارمونیک را به طور مستقل و بدون ایجاد توان راکتیو بیش از- جبران می کند
• از ظرفیت باقیمانده برای جبران توان راکتیو استفاده می کند
• ضریب توان سیستم را از طریق فیلتر پویا بهبود می بخشد

 

بهبودingکیفیت برق و قابلیت اطمینان سیستم

• گرمای بیش از حد تجهیزات را کاهش می دهد
• عمر مفید دستگاه های الکتریکی را افزایش می دهد
• تلفات خطوط و مصرف انرژی را کاهش می دهد
• ایمنی کلی توزیع برق را افزایش می دهد

 

نتیجه گیری

همانطور که آلودگی هارمونیک به طور فزاینده ای در سیستم های برق صنعتی و تجاری مدرن رایج می شود، کابینت های فیلتر برق فعال (APF) به یک راه حل ضروری برای سرکوب هارمونیک و بهبود کیفیت برق تبدیل شده اند.

 

در مقایسه با فیلترهای غیرفعال سنتی، سیستم‌های APF محدوده‌های فیلتر هارمونیک وسیع‌تر، سرعت پاسخ‌دهی سریع‌تر، جبران هوشمند و توابع جبران توان راکتیو یکپارچه را ارائه می‌کنند که آنها را برای موارد زیر ایده‌آل می‌کند:

• کارخانه های صنعتی
• ساختمان های تجاری
• مراکز داده
• بیمارستان ها
• امکانات تولید هوشمند
• سیستم های انرژی های تجدیدپذیر

 

با کاهش مؤثر اعوجاج هارمونیک و بهبود ضریب توان، کابینت‌های APF به اطمینان از عملکرد ایمن‌تر، پایدارتر و انرژی بیشتر-سیستم قدرت کمک می‌کنند.