Чаму пасіўныя гарманічныя фільтры не працуюць у сучасных прамысловых сістэмах
Сучасныя аб'екты выкарыстоўваюць прывады з зменнай частатой, частотныя пераўтваральнікі, сістэмы бесперабойнага сілкавання, выпрамнікі, зварачныя апараты і ІнвертарГэтыя нагрузкі паляпшаюць кіраванне і энергаэфектыўнасць. Яны таксама ствараюць гарманічныя скажэнні.
Калі ўзровень гармонік павялічваецца, электраабсталяванне падвяргаецца большай нагрузцы. Трансфарматары награваюцца мацней. Кабелі нясуць большыя страты. Могуць спрацоўваць аўтаматычныя выключальнікі. А Кандэнсатарны блок можа таксама пацярпець пры наяўнасці гармонік.
Вось чаму важна падаўленне гармонік. Многія інжынеры параўноўваюць актыўны фільтр гармонік з пасіўным фільтрам гармонік пры планаванні паляпшэння якасці прамысловай электраэнергіі.
Што выклікае гарманічныя скажэнні
Лінейная нагрузка спажывае ток плаўна. Нелінейная нагрузка — не. Яна спажывае ток імпульсамі. Гэта стварае ў сістэме дадатковыя гарманічныя частотныя кампаненты.
Звычайныя крыніцы ўключаюць:
- прывады з зменнай частатой, частотныя пераўтваральнікі
- выпрамнікі
- Сістэмы бесперабойнага сілкавання
- зарадныя прылады
- зваршчыкі
- інвертары
Па меры павелічэння гэтых нагрузак можа павялічвацца агульны каэфіцыент гармонік скажэнняў (THD). Пры павелічэнні THD таксама павялічваюцца страты і нагрэў. Гэта зніжае энергаэфектыўнасць і стварае большую нагрузку на электраабсталяванне.
Чаму гармонікі маюць значэнне ў прамысловых сістэмах
Гармонікі не спрыяюць карыснай працы. Яны толькі дадаюць дадатковы ток і дадатковае цяпло.
Гэта можа прывесці да:
- перагрэў трансфарматара
- гарачыя кабелі
- адключэнне выключальніка
- дрэнны каэфіцыент магутнасці
- ніжэйшая энергаэфектыўнасць
- карацейшы тэрмін службы абсталявання
У некаторых сістэмах для карэкцыі каэфіцыента магутнасці дадаецца кандэнсатарная батарэя. Але кандэнсатарная батарэя не прызначана для выдалення гармонік. У скажонай сістэме яна можа сутыкнуцца з дадатковай нагрузкай і нават рызыкай рэзанансу.
Што такое пасіўны гарманічны фільтр
Пасіўны фільтр гарманік выкарыстоўвае кандэнсатары і рэактары для апрацоўкі пэўных дыяпазонаў гарманічных частот. Звычайна ён прызначаны для вядомых умоў эксплуатацыі.
Пасіўны гарманічны фільтр можа добра працаваць, калі:
- нагрузка стабільная
- гарманічны склад прадказальны
- сістэма не моцна змяняецца
Гэта робіць яго карысным у некаторых умовах прымянення з фіксаванай нагрузкай. Ён просты і часта мае больш нізкі першапачатковы кошт.
Слабым бокам з'яўляецца гнуткасць. Пры змене нагрузкі фільтр можа перастаць адпавядаць рэальным гармонікам так добра, як чакалася.
Што такое актыўны гарманічны фільтр
Актыўны фільтр гармонік — гэта дынамічная прылада. Ён выяўляе гармонічны ток і ўводзіць кампенсацыйны ток у рэжыме рэальнага часу.
Замест таго, каб працаваць у адной фіксаванай кропцы налады, ён рэагуе на фактычную форму хвалі ў сістэме.
Гэта робіць актыўны фільтр гармонік карысным у месцах з:
- змены нагрузак
- некалькі нелінейных нагрузак
- прывады з зменнай частатой, частотныя пераўтваральнікі
- змешанае сілавое электроннае абсталяванне
Паколькі ён працуе ў рэжыме рэальнага часу, ён часта з'яўляецца лепшым варыянтам для вырашэння сучасных праблем з якасцю прамысловай электраэнергіі.
Актыўны гарманічны фільтр супраць пасіўнага гарманічнага фільтра: ключавыя адрозненні
Параўнанне асноўных гарманічных фільтраў простае.
Пасіўны гарманічны фільтр фіксаваны.
Актыўны гарманічны фільтр з'яўляецца дынамічным.
Пасіўны фільтр гармонік найлепш падыходзіць для стабільных нагрузак.
Актыўны фільтр гарманік лепш падыходзіць для зменлівых нагрузак.
Пасіўны гарманічны фільтр накіраваны на выбраныя дыяпазоны гарманічных частот.
Актыўны гарманічны фільтр рэагуе на фактычны гарманічны склад у рэжыме рэальнага часу.
Пасіўны фільтр гармонік можа сутыкнуцца з праблемамі рэзанансу з кандэнсатарнай батарэяй або зменлівымі ўмовамі сеткі.
Актыўны фільтр гармонік забяспечвае больш гнуткае падаўленне гармонік.
Які гарманічны фільтр лепш падыходзіць для частотна-рэгуляваных прывадаў
Прывады са зменнай частатой (ЧЧ) — адна з найбольш распаўсюджаных прычын гарманічных скажэнняў. Адным прывадам можна кіраваць, але шматлікія прывады на адной шыне могуць стварыць больш сур'ёзную праблему.
Для сістэм з вялікай колькасцю прывадаў актыўны фільтр гармонік часта з'яўляецца больш эфектыўным варыянтам. Ён рэгулюецца ў залежнасці ад умоў нагрузкі на працягу дня. Гэта дапамагае знізіць агульны каэфіцыент гармонічных скажэнняў (THD) без залежнасці ад адной фіксаванай кропкі праектавання.
Гэта паляпшае якасць прамысловай электраэнергіі і абараняе электраабсталяванне ад лішняй цеплавой нагрузкі.
Калі пасіўны гарманічны фільтр усё яшчэ мае сэнс
Пасіўны фільтр гармонік усё яшчэ мае сэнс у правільным прымяненні.
Гэта можа быць добрым выбарам, калі:
- профіль нагрузкі стабільны
- гарманічная частата вядомая
- бюджэт абмежаваны
- дынамічная кампенсацыя не патрабуецца
Пры простай усталёўцы ён усё яшчэ можа забяспечыць карыснае памяншэнне гармонік.
Але многія сучасныя аб'екты больш не працуюць у такіх стабільных умовах. Таму актыўны гарманічны фільтр супраць пасіўнага гарманічнага фільтра цяпер з'яўляецца больш важным рашэннем, чым раней.
Што інжынеры павінны праверыць перад выбарам
Перад выбарам фільтра інжынеры павінны ацаніць рэальны стан аб'екта.
Ключавыя моманты ўключаюць:
- Агульныя гармонічныя скажэнні THD
- гарманічны змест
- тып нагрузкі
- колькасць прывадаў зменнай частаты, частотных пераўтваральнікаў
- тэмпература кабеля і трансфарматара
- існуючая кандэнсатарная батарэя
- змены нагрузкі з цягам часу
- планы пашырэння на будучыню
Гэта важна, таму што правільнае параўнанне гарманічных фільтраў залежыць ад рэальнай сістэмы, а не толькі ад спісу абсталявання.
Выснова
Актыўны і пасіўны фільтры гармонік — гэта не проста параўнанне прадуктаў. Гэта рашэнне аб тым, як сістэма сапраўды працуе.
Пасіўны гарманічны фільтр найлепш працуе ў стабільных сістэмах з прадказальнымі гарманічнымі частотнымі характарыстыкамі. Актыўны гарманічны фільтр лепш працуе ў зменлівых сістэмах з нелінейнымі нагрузкамі і больш высокім утрыманнем гармонік.
Для многіх сучасных аб'ектаў актыўны фільтр гармонік з'яўляецца лепшым доўгатэрміновым выбарам. Ён забяспечвае лепшую якасць прамысловай электраэнергіі, ніжэйшы агульны каэфіцыент гармонічных скажэнняў (THD), лепшую энергаэфектыўнасць і больш моцную абарону электраабсталявання.