1. Pozadina projekta

Uz sve veću upotrebu pretvarača, LED rasvjetnih sustava, pogona s promjenjivom frekvencijom (VFD), UPS sustava i druge energetske elektroničke opreme unutar industrijskih parkova i komercijalnih objekata, harmonijsko onečišćenje u mreži distribucije električne energije postalo je sve ozbiljnije.

 

Inspekcijskim pregledima elektroprivrede utvrđeno je da su razine harmonijskog izobličenja u nekoliko prostorija za distribuciju električne energije premašile dopuštene granice određene sustavima mjerenja električne energije. Kako bi se poboljšala kvaliteta električne energije i osigurao siguran rad sustava, ugrađen je ormar aktivnog filtra snage (APF) za potiskivanje harmonika i kompenzaciju jalove snage.

 

2. Razumijevanje harmonika u elektroenergetskim sustavima

2.1 Osnovni val i harmonici

U standardnim elektroenergetskim sustavima osnovna frekvencija napona i struje u Kini je 50 Hz. Međutim, većina modernih električnih opterećenja su ne-linearna opterećenja, kao što su:

• Pretvarači frekvencije
• Inverteri
• LED upravljački programi
• UPS sustavi
• Oprema za punjenje baterija
• Uređaji za industrijsku automatizaciju

 

Ovi uređaji generiraju komponente struje i napona s frekvencijama koje su cijeli umnošci osnovne frekvencije (na primjer, 150Hz, 250Hz i 350Hz). Ove neželjene frekvencijske komponente poznate su kao harmonici.

Harmonici iskrivljuju standardni sinusoidalni valni oblik elektroenergetskog sustava i negativno utječu na ukupnu kvalitetu električne energije.

 

 

2.2 Opasnosti od harmonika

Pretjerani harmonici mogu uzrokovati ozbiljne probleme u električnim sustavima, uključujući:

• Povećani gubici snage u kabelima i transformatorima
• Pregrijavanje električne opreme
• Ubrzano starenje izolacije
• Smanjeni vijek trajanja kondenzatora i motora
• Kvar osjetljivih elektroničkih uređaja
• Smanjeni faktor snage
• Veća potrošnja energije
• Lažno okidanje zaštitnih uređaja
• Dugotrajan- rad u teškim harmonijskim uvjetima može dovesti do trajnog oštećenja električne opreme i smanjene pouzdanosti sustava.

 

Prema nacionalnom standarduGB/T 14549-1993 - Kvaliteta električne energije: harmonici u javnoj elektroenergetskoj mreži, dopuštena ograničenja ukupnog harmonijskog izobličenja (THD) u Kini su:

0,38kV nisko{1}}naponski sustav:THD manji ili jednak 5,0%

6kV–10kV srednje{2}}naponski sustav:THD manji ili jednak 4,0%

 

3. Kabinet filtera aktivne snage (APF).

3.1 Razlika između aktivnih i pasivnih filtara snage

Filtar aktivne snage (APF)

Aktivni filtar snage koristi poluvodičke uređaje i inteligentnu kontrolnu tehnologiju za praćenje harmonika u stvarnom vremenu. Automatski generira povratne kompenzacijske struje za dinamičku eliminaciju harmoničkih struja u električnoj mreži.

U usporedbi s tradicionalnim metodama filtriranja, APF sustavi nude:

• Harmonijska kompenzacija-u stvarnom vremenu
• Dinamički odgovor
• Automatsko podešavanje
• Mogućnost suzbijanja više{0}}harmonija
• Podrška za kompenzaciju jalove snage

 

Pasivni filtar snage

Pasivni filtar snage uglavnom se sastoji od kondenzatora, reaktora i LC filtarskih krugova, sličnih konvencionalnim ormarima za kompenzaciju jalove snage.

Pasivni filtri snage mogu samo potisnuti harmonike određenih frekvencija i imaju nekoliko ograničenja:

• Karakteristike fiksne kompenzacije
• Rizik od rezonancije
• Ograničen raspon filtriranja
• Slaba prilagodljivost promjenjivim uvjetima opterećenja

 

Stoga se APF ormari široko preferiraju u modernim sustavima upravljanja kvalitetom električne energije.

 

3.2 Funkcionalne značajke APF kabineta

Široki raspon harmonijskog filtriranja

• Učinkovito potiskuje harmonike od 2. do 61. reda
• Podesivi ciljevi za filtriranje harmonika
• Podržava prilagođene strategije harmonijske kompenzacije

 

Inteligentna-kompenzacija u stvarnom vremenu

• Dinamički prati promjene opterećenja
• Automatski daje povratnu struju kompenzacije
• Kontinuirano održava stabilnu kvalitetu električne energije

 

Komunikacijsko sučelje RS485

• Podržava daljinski nadzor i prijenos podataka
• Kompatibilan s inteligentnim sustavima upravljanja energijom
• Pogodan za centralizirani rad i održavanje

 

Funkcija kompenzacije jalove snage

• Neovisno izvodi harmonijsko filtriranje bez uzrokovanja kompenzacije preko-jalove snage
• Koristi preostali kapacitet za kompenzaciju jalove snage
• Poboljšava faktor snage sustava putem dinamičkog filtriranja

 

PoboljšanjeingKvaliteta električne energije i pouzdanost sustava

• Smanjuje pregrijavanje opreme
• Produžuje vijek trajanja električnih uređaja
• Smanjuje gubitke u liniji i potrošnju energije
• Povećava ukupnu sigurnost distribucije električne energije

 

Zaključak

Kako harmonijsko onečišćenje postaje sve češće u modernim industrijskim i komercijalnim energetskim sustavima, ormarići s aktivnim filtrom snage (APF) postali su ključno rješenje za potiskivanje harmonika i poboljšanje kvalitete energije.

 

U usporedbi s tradicionalnim pasivnim filtrima, APF sustavi pružaju širi raspon harmonijskog filtriranja, veće brzine odziva, inteligentnu kompenzaciju i integrirane funkcije kompenzacije jalove snage, što ih čini idealnim za:

• Industrijska postrojenja
• Poslovne zgrade
• Podatkovni centri
• Bolnice
• Pametni proizvodni pogoni
• Sustavi obnovljivih izvora energije

 

Učinkovitim smanjenjem harmonijskog izobličenja i poboljšanjem faktora snage, APF ormarići pomažu osigurati sigurniji, stabilniji i energetski-učinkovitiji rad sustava napajanja