1. Projekta pamatojums

Arvien vairāk izmantojot invertorus, LED apgaismojuma sistēmas, mainīgas frekvences piedziņas (VFD), UPS sistēmas un citas jaudas elektroniskās iekārtas industriālajos parkos un komerciālos objektos, harmoniskais piesārņojums elektroenerģijas sadales tīklā ir kļuvis arvien nopietnāks.

 

Elektrotīklu pārbaudēs konstatēts, ka harmonisko kropļojumu līmeņi vairākās elektroenerģijas sadales telpās pārsniedz elektroenerģijas uzskaites sistēmu noteiktās pieļaujamās robežas. Lai uzlabotu elektroenerģijas kvalitāti un nodrošinātu drošu sistēmas darbību, tika uzstādīts Active Power Filter (APF) skapis harmonikas slāpēšanai un reaktīvās jaudas kompensācijai.

 

2. Izpratne par harmoniku energosistēmās

2.1. Pamatviļņi un harmonikas

Standarta energosistēmās sprieguma un strāvas pamatfrekvence Ķīnā ir 50 Hz. Tomēr lielākā daļa mūsdienu elektrisko slodžu ir ne-lineāras slodzes, piemēram:

• Frekvences pārveidotāji
• Invertori
• LED draiveri
• UPS sistēmas
• Akumulatoru uzlādes aprīkojums
• Rūpnieciskās automatizācijas ierīces

 

Šīs ierīces ģenerē strāvas un sprieguma komponentus ar frekvencēm, kas ir pamatfrekvences veseli skaitļi (piemēram, 150 Hz, 250 Hz un 350 Hz). Šīs nevēlamās frekvences sastāvdaļas ir pazīstamas kā harmonikas.

Harmonikas izkropļo energosistēmas standarta sinusoidālo viļņu formu un negatīvi ietekmē kopējo strāvas kvalitāti.

 

 

2.2 Harmoniku radītie apdraudējumi

Pārmērīgas harmonikas var radīt nopietnas problēmas elektriskajās sistēmās, tostarp:

• Palielināts jaudas zudums kabeļos un transformatoros
• Elektrisko iekārtu pārkaršana
• Paātrināta izolācijas novecošanās
• Samazināts kondensatoru un motoru kalpošanas laiks
• Jutīgu elektronisko ierīču darbības traucējumi
• Samazināts jaudas koeficients
• Lielāks enerģijas patēriņš
• Aizsardzības ierīču viltus atslēgšanās
• Ilgstoša{0}}darbība smagos harmoniskos apstākļos var izraisīt neatgriezeniskus elektrisko iekārtu bojājumus un samazināt sistēmas uzticamību.

 

Saskaņā ar valsts standartuGB/T 14549-1993 - Strāvas kvalitāte: harmonikas publiskajā elektrotīklā, pieļaujamie kopējo harmonisko kropļojumu (THD) ierobežojumi Ķīnā ir:

0,38kV zemsprieguma sistēma:THD mazāks vai vienāds ar 5,0%

6kV–10kV vidējā sprieguma{2}}sistēma:THD mazāks vai vienāds ar 4,0%

 

3. Aktīvā jaudas filtra (APF) skapis

3.1. Atšķirība starp aktīvo un pasīvo enerģijas filtru

Aktīvās jaudas filtrs (APF)

Aktīvā jaudas filtrs izmanto pusvadītāju ierīces un viedo vadības tehnoloģiju, lai uzraudzītu harmonikas reāllaikā. Tas automātiski ģenerē apgrieztās kompensācijas strāvas, lai dinamiski novērstu harmoniskās strāvas elektrotīklā.

Salīdzinot ar tradicionālajām filtrēšanas metodēm, APF sistēmas piedāvā:

• Reāllaika-harmoniskā kompensācija
• Dinamiskā reakcija
• Automātiska regulēšana
• Vairāku-harmonisku slāpēšanas iespēja
• Reaktīvās jaudas kompensācijas atbalsts

 

Pasīvās jaudas filtrs

Pasīvās jaudas filtrs galvenokārt sastāv no kondensatoriem, reaktoriem un LC filtru ķēdēm, līdzīgi kā parastie reaktīvās jaudas kompensācijas skapji.

Pasīvie jaudas filtri var nomākt tikai noteiktu frekvenču harmonikas, un tiem ir vairāki ierobežojumi:

• Fiksētas kompensācijas īpašības
• Rezonanses risks
• Ierobežots filtrēšanas diapazons
• Slikta pielāgošanās mainīgajiem slodzes apstākļiem

 

Tāpēc APF skapji tiek plaši izmantoti mūsdienu elektroenerģijas kvalitātes vadības sistēmās.

 

3.2. APF skapja funkcionālās īpašības

Plašs harmonisko filtrēšanas diapazons

• Efektīvi nomāc harmonikas no 2. līdz 61. pakāpei
• Regulējami harmonikas filtrēšanas mērķi
• Atbalsta pielāgotas harmonikas kompensācijas stratēģijas

 

Reāllaika-Inteliģenta kompensācija

• Dinamiski izseko slodzes izmaiņām
• Automātiski izvada reversās kompensācijas strāvu
• Nepārtraukti uztur stabilu strāvas kvalitāti

 

RS485 sakaru interfeiss

• Atbalsta attālo uzraudzību un datu pārraidi
• Savietojams ar viedajām jaudas pārvaldības sistēmām
• Ērts centralizētai darbībai un apkopei

 

Reaktīvās jaudas kompensācijas funkcija

• Neatkarīgi veic harmonisko filtrēšanu, neizraisot reaktīvo jaudu pār{0}}kompensāciju
• Izmanto atlikušo jaudu reaktīvās jaudas kompensēšanai
• Uzlabo sistēmas jaudas koeficientu, izmantojot dinamisko filtrēšanu

 

ImprovingStrāvas kvalitāte un sistēmas uzticamība

• Samazina aprīkojuma pārkaršanu
• Pagarina elektrisko ierīču kalpošanas laiku
• Samazina līniju zudumus un enerģijas patēriņu
• Uzlabo vispārējo elektroenerģijas sadales drošību

 

Secinājums

Tā kā harmoniskais piesārņojums kļūst arvien izplatītāks mūsdienu rūpnieciskajās un komerciālajās energosistēmās, Active Power Filter (APF) skapji ir kļuvuši par būtisku risinājumu harmonikas slāpēšanai un elektroenerģijas kvalitātes uzlabošanai.

 

Salīdzinot ar tradicionālajiem pasīvajiem filtriem, APF sistēmas nodrošina plašāku harmonisko filtrēšanas diapazonu, ātrāku reakcijas ātrumu, inteliģentu kompensāciju un integrētas reaktīvās jaudas kompensācijas funkcijas, padarot tās ideāli piemērotas:

• Rūpnieciskās iekārtas
• Tirdzniecības ēkas
• Datu centri
• Slimnīcas
• Gudras ražošanas iekārtas
• Atjaunojamās enerģijas sistēmas

 

Efektīvi samazinot harmoniskos kropļojumus un uzlabojot jaudas koeficientu, APF skapji palīdz nodrošināt drošāku, stabilāku un energoefektīvāku{0}}enerģijas sistēmas darbību.