Настенные и стоечные модули активных фильтров гармоник

Что такое гармоники?

Гармоники относятся к дополнительным частотам, присутствующим в электрической системе, которые кратны основной частоте. В идеальной энергосистеме основная частота обычно составляет 50 или 60 Гц, в зависимости от региона. Однако из-за наличия нелинейных нагрузок и других возмущений в систему могут быть внесены гармоники.

Гармоники от нелинейных нагрузок

Линейные нагрузки, такие как силовые электронные устройства (например, выпрямители, инверторы, преобразователи частоты), могут вызвать искажение формы сигнала тока, приводящее к появлению гармонических токов. Эти гармонические токи содержат частоты, кратные основной частоте. Например, 2-я гармоника в два раза превышает основную частоту, 3-я гармоника в три раза превышает основную частоту и так далее.

Каковы эффекты гармоник?

Гармоники — это частотные компоненты, которые кратны основной частоте электрической системы. В энергосистемах гармоники могут быть вызваны нелинейными нагрузками, такими как силовые электронные устройства, приводы с регулируемой скоростью и некоторые типы освещения. Эти нелинейные нагрузки рисуют несинусоидальные сигналы тока, что приводит к гармоническим искажениям сигналов напряжения и тока энергосистемы.

Ниже перечислены наиболее распространенные устройства, генерирующие гармоники: импульсные источники питания, сварочные аппараты, ИБП, старые преобразователи частоты с тиристорной технологией преобразования мощности, электроприводы, преобразователи с управляемыми выпрямителями, контроллеры постоянного тока для приводов постоянного тока, индукционные печи.

Наиболее распространенные устройства, генерирующие гармоники от нелинейных нагрузок

Каковы эффекты гармоник?

Эффекты гармоник можно разделить на несколько областей:

● Перегрев оборудования. Гармонические токи, протекающие через трансформаторы, кабели и другие компоненты, могут вызвать повышенный нагрев из-за дополнительных потерь, связанных с гармониками. Это может привести к сокращению срока службы оборудования, увеличению затрат на техническое обслуживание и даже к выходу оборудования из строя.

● Искажения тока и напряжения. Гармонические токи могут вызывать искажения напряжения, приводящие к искажению формы сигнала напряжения питания. Это может повлиять на чувствительное электронное оборудование, вызывая сбои в работе и увеличивая частоту ошибок. Гармонические токи также могут протекать через нейтральный проводник, что приводит к искажению нейтрального тока и дополнительному нагреву нейтрального проводника.

● Резонанс: Гармоники могут взаимодействовать с импедансом системы и создавать условия резонанса, при которых реакция системы на определенные частоты усиливается. Резонанс может привести к увеличению искажений напряжения и тока, повреждению оборудования и нестабильности системы.

● Ухудшение качества электроэнергии. Гармоники могут привести к ухудшению качества электроэнергии, включая снижение коэффициента мощности, увеличение общего гармонического искажения (THD) и искажение симметрии формы сигнала. Эти проблемы могут привести к увеличению потерь энергии, снижению эффективности системы и увеличению затрат на электроэнергию.

● Помехи. Гармоники могут вызывать электромагнитные помехи (ЭМП) в системах связи, влияя на работу чувствительного оборудования, такого как телекоммуникационные системы, аудио/видео системы и сети передачи данных.

Для смягчения воздействия гармоник можно принять различные меры, в том числе использовать фильтры гармоник, проектировать и эксплуатировать энергосистемы с низкими гармоническими искажениями, а также соблюдать соответствующие стандарты и рекомендации по контролю гармоник.

Активный фильтр гармоник Intone Power-AHF

Активный фильтр гармоник Intone Power AHF — это идеальное и комплексное решение проблем качества электроэнергии в электросети, таких как гармоники, реактивная мощность и несимметрия трёхфазной нагрузки. Фильтр Intone Power AHF, подключенный параллельно электросети, способен своевременно обнаруживать гармонические колебания в электросети, генерировать ток компенсации противофазы через преобразователь и динамически фильтровать гармонические колебания в электросети.

Активные фильтры гармоник Intone Power-AHF — это статические силовые электронные устройства, использующие цифровую логику и полупроводники IGBT для синтеза формы тока, подаваемого в электрическую сеть для подавления гармонических токов, вызванных нелинейными нагрузками. В AHF используются трансформаторы тока для измерения тока нагрузки и определения содержания гармонических составляющих. Работа AHF не зависит от различных видов нагрузки и структур электросети. Кроме того, он не создает гармонических колебаний в системе, обеспечивая эффективное подавление гармоник при различных нагрузках.

Внутренняя топологическая структура активного фильтра гармоник

AHF также имеет возможность корректировать плохой коэффициент смещения мощности (DPF) и балансировку тока сети. Коррекция DPF может быть предусмотрена как для опережающих (емкостных), так и для запаздывающих (индуктивных) нагрузок, которые приводят к ухудшению качества DPF. Балансировка тока сети достигается путем измерения присутствующего тока обратной последовательности и подачи обратного отрицательного тока. ток последовательности для балансировки тока восходящей сети. Между тем, Intone Power-AHF имеет функцию контроля дисбаланса тока трехфазной нагрузки, тем самым комплексно решая различные вопросы качества электроэнергии в электросети.

Основные функции

● Сочетание метода БПФ и теории мгновенной мощности.

● Многофункциональность – сочетание подавления гармоник, коррекции коэффициента мощности (как индуктивной, так и емкостной мощности) и компенсации дисбаланса.

● Широкий диапазон фильтрации гармоник: от гармоник 2-го до 51-го порядка.

● Превосходная коррекция дисбаланса: как отрицательная, так и нулевая последовательность уменьшают нейтральный ток.

● Высокая эффективность фильтрации гармоник > 98,4 %.

Основные функции активного фильтра гармоник

● Быстрое время отклика: менее 5 мс.

● Высокая стабильность – избежание резонанса благодаря автоматическому устранению гармоник.

● Широкий диапазон входного напряжения и частоты адаптируется к суровым электрическим условиям.

● Отсутствие перегрузки благодаря выходу автоматического ограничения тока.

● 7- или 10-дюймовый сенсорный экран HMI для программирования и мониторинга различных электрических параметров, параметров качества, сигналов тревоги и журналов.

● Доступен режим параллельного подключения: 12 модулей могут быть подключены параллельно.

● Гибкое применение: модульная конструкция, встроенная в стандартные или специальные корпуса.

● Адаптивность к окружающей среде: температура от 10°C до 50°C (без снижения номинальных характеристик).

● Простота установки и обслуживания – установка модулей AHF для замены или расширения.

● Аппаратная защита: защита от перенапряжения шины V; защита от перенапряжения

● Защита программного обеспечения: мгновенная защита от перегрузки по току переменного тока; реальная защита от перегрузки по току переменного тока; Защита от перенапряжения на шине V; Защита от перенапряжения переменного тока; Защита от пониженного напряжения переменного тока, Защита от перегрева;

Модули, монтируемые в стойку и на стену

Модули стойки Intone Power Active Harmonic Filter относятся к устройствам AHF, которые предназначены для установки в стойку или шкаф. Эти модули обычно содержат необходимые компоненты, такие как силовая электроника, схемы управления и системы охлаждения, для выполнения функции компенсации реактивной мощности. Модули, монтируемые в стойку, обычно используются в промышленности, центрах обработки данных и крупных электроустановках, где требуется несколько блоков AHF.

стоечные модули активного фильтра гармоник

Настенные модули Active Harmonic Filter предназначены для установки непосредственно на стену или монтажную поверхность. Это компактные устройства, объединяющие необходимые компоненты в одном корпусе, что делает их пригодными для небольших приложений или мест с ограниченным пространством. Настенные модули AHF обычно используются в коммерческих зданиях, офисах и небольших электроустановках.

настенные модули активного фильтра гармоник

Модули Intone Power-AHF поддерживают: 15А,25А,30А,50А,75А,100А,125А,150А, от 220В до 690В, как для сетей 50Гц, так и 60Гц.

Как стоечные, так и настенные модули AHF служат одной и той же цели: компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения. Выбор между ними зависит от конкретных требований к установке, доступного пространства и других факторов, таких как потребности в масштабируемости и расширяемости.

Преимущества активного фильтра гармоник

Улучшенное качество электроэнергии

Наиболее очевидным преимуществом активных фильтров гармоник является улучшение качества электроэнергии. Активно подавляя гармоники и корректируя коэффициент мощности, эти фильтры обеспечивают стабильное и чистое электропитание. Это приводит к значительному снижению искажений напряжения, минимизации риска сбоев в работе оборудования и повышению общей производительности чувствительных устройств.

Энергоэффективность

Активные фильтры гармоник могут помочь повысить энергоэффективность несколькими способами. Уменьшая потребность в реактивной мощности от сети, они уменьшают потери энергии. Кроме того, они позволяют оборудованию работать более эффективно, поддерживая коэффициент мощности, близкий к единице. Это приводит к снижению счетов за электроэнергию и уменьшению воздействия на окружающую среду.

Преимущества активного фильтра гармоник

Преимущества активного фильтра гармоник

Наличие ​гармоник может нанести вред электрооборудованию. Это может привести к перегреву, сокращению срока службы оборудования и, в некоторых случаях, к катастрофическому выходу из строя. Активные фильтры гармоник играют решающую роль в защите оборудования от этих вредных воздействий, обеспечивая поддержание активов объекта в хорошем рабочем состоянии.

Соответствие стандартам

Во многих странах и регионах действуют строгие правила и стандарты для обеспечения качества электроэнергии. Активные фильтры гармоник помогают объектам удовлетворить эти требования, эффективно контролируя коэффициент мощности и гармонические искажения. Соблюдение требований не только позволяет избежать возможных штрафов, но также обеспечивает надежное и стабильное электропитание.

Экономия средств

Несмотря на то, что установка активных фильтров гармоник, таких как SVG, требует первоначальных затрат, долгосрочная экономия средств может быть существенной. Снижение счетов за электроэнергию, снижение затрат на техническое обслуживание и увеличение срока службы оборудования — все это способствует убедительному возврату инвестиций.

Типичные применения активных фильтров гармоник

Активные фильтры гармоник находят применение в различных отраслях промышленности и на объектах, где качество и эффективность электроэнергии имеют решающее значение. Некоторые типичные приложения включают в себя:

Производственные мощности

Производственная среда часто имеет множество нелинейных нагрузок, таких как преобразователи частоты, сварочные аппараты и станки с ЧПУ. Эти нагрузки известны тем, что создают гармоники, которые могут привести к проблемам с качеством электроэнергии. Активные фильтры гармоник используются для обеспечения стабильного качества электроэнергии, минимизации простоев оборудования и оптимизации энергопотребления.

Активный фильтр гармоник на производственных объектах

Дата-центры

Центры обработки данных очень чувствительны к нарушениям качества электроэнергии. Любое нарушение электроснабжения может привести к потере данных и сбоям в работе системы. Активные фильтры гармоник используются для защиты от искажений напряжения и обеспечения непрерывной работы критической ИТ-инфраструктуры.

Активный фильтр гармоник в центре обработки данных

Коммерческие здания

В коммерческих зданиях существует множество нагрузок, включая освещение, системы отопления, вентиляции и кондиционирования и лифты, которые могут вызвать проблемы с качеством электроэнергии. Активные фильтры гармоник помогают поддерживать качество электроэнергии, снижают затраты на электроэнергию и защищают системы здания.

Активный фильтр гармоник в системе HVAC

Возобновляемые энергетические системы

Поскольку возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, становятся все более распространенными, активные фильтры гармоник играют жизненно важную роль в обеспечении качества генерируемой и подаваемой в сеть электроэнергии. Они помогают регулировать мощность этих прерывистых источников энергии, делая их более надежными и эффективными.

Активный фильтр гармоник на зарядной станции электромобиля

Крупные промышленные предприятия

Крупные промышленные предприятия с широким спектром оборудования и процессов часто сталкиваются с проблемами, связанными с качеством электроэнергии. Активные фильтры гармоник используются для управления коэффициентом мощности и подавления гармоник, что приводит к повышению эффективности и защиты оборудования.

Активный фильтр гармоник в электродуговых печах