مرشح القدرة النشط PIAPF

الوظيفة الرئيسية لمرشح القدرة الفعالة سلسلة PIAPF هي تصفية التيار التوافقي الناتج عن المعدات. وطريقة عمله هي: أخذ عينات عالية الدقة في الوقت الفعلي - تحليل فورييه السريع - إخراج تعويض دقيق للتيار التوافقي.

باعتماد نهج نشط ووقائي، مبني على تقنية معالجة الإشارات الرقمية عالية السرعة باستخدام أجهزة DSP، وتحويل فورييه السريع، ونظام الخوارزميات لنظرية القدرة التفاعلية اللحظية، وتكنولوجيا الدفع ذات التردد العالي PWM، وبعد الكشف والتحليل السريع والمتتابع للتوافقيات في الشبكة، فإن مرشح القدرة النشط PIAPF سيطلق تيارات توافقية في الاتجاه المعاكس لتلك التي تولدها المعدات. ويتم تصفية التيارات التوافقية ذات التردد والسعة نفسها بشكل نشط ضمن الدورة نفسها.

هذا المنتج متوافق مع المعيار JB/T 11067-2011 "جهاز مرشح القدرة النشط منخفض الجهد"، وتم الحصول على تقرير اختبار النوع من طرف ثالث.

التيار المُرشَّح المقنن لوحدة واحدة هو 50أ / 75أ / 100أ / 150أ / 200أ
أقصى تيار ترشيح لخزانة واحدة هو 800أ

◆ سريع: تتبع وتعويض ديناميكي في الوقت الفعلي، سرعة استجابة سريعة، زمن استجابة فوري ≤ 1مللي ثانية، زمن استجابة كامل ≤ 10مللي ثانية

◆ دقة عالية: خوارزمية متقدمة لتحويل فورييه السريع (FFT) والمكونات المتماثلة، قادرة على تعويض كامل أو انتقائي للمكونات التوافقية من الدرجة الثانية إلى الدرجة الحادية والستين، مع تصفية دقيقة

◆ كفاءة عالية: في ظل توفر تكوين الطاقة الكافي، يتم الحفاظ على محتوى التوافيق عند ≤ 5%، مع كفاءة تصفية عالية وفقدان منخفض للطاقة، وبدون تأثر بمقاومة الشبكة

◆ استقرار: الدائرة الخرجية LCR المثالية وخوارزمية التخميد البرمجية تمنع تلقائيًا الإحمال، دون خطر التردد المتزامن، والوظائف المتعددة للحماية تضمن تشغيل النظام بأمان وموثوقية

◆ تكامل: يمكنها تعويض التيار التوافقي، والقدرة التفاعلية، وتوازن الأحمال ثلاثية الطور، مع وظائف متعددة في جهاز واحد

◆ الذكاء: التشخيص الذاتي للأعطال، تسجيل الأحداث التاريخية، واجهة RS485 + بروتوكول الاتصال MODBUS القياسي، المراقبة عن بُعد

تركيب المكونات

◆ مفتاح إلكتروني قوي عالي التردد IGBT

◆ نظام تخزين طاقة التيار المستمر عالي الجودة

◆ وحدة الإخراج LCR

◆ مكونات معالجة البيانات ونقل المعلومات DSP

◆ مكونات معالجة النبض والمنطق الحماية FPGA

◆ شاشة عرض LCD تعمل باللمس، واجهة مستخدم فعالة

• التصميم والاختيار

تصميم سعة التوافيق

لمصادر التوافيق عالية السعة، يناسب المعالجة في الموقع، وتكون المعالجة من نقطة إلى نقطة أكثر اقتصادية ومنطقية؛ أما بالنسبة لمصادر التوافيق الموزعة ذات السعة الصغيرة، فبسبب تقلبات التوافيق الكبيرة والعوامل العشوائية العديدة، والتي تؤدي إلى تغيرات غير منتظمة في رتب وكميات التوافيق، فإن المعالجة المركزية هي الأنسب.

بسبب خصائص التدفق والتذبذب للتوافقيات، إذا كان من الضروري تصميم خطة لمعالجة التوافقيات أو جهاز تصفية للتوافقيات، يمكن اختبار بيانات التوافقيات بواسطة محلل جودة الطاقة. ينطبق هذا الموقف على معالجة التوافقيات في شبكات الطاقة التي تحتوي على معدات قيد التشغيل بالفعل، أو شبكات الطاقة التي تحتاج إلى زيادة السعة. بالطبع، لضمان موثوقية ودقة بيانات الاختبار، من الضروري أن يكون الشخص ملمًا بمبدأ وعملية مصدر التوافقيات، وأن يفهم هيكل شبكة الطاقة، وأن يستخدم أجهزة اختبار توافقيات موثوقة وطرق اختبار دقيقة وفقًا لمتطلبات الملحق D في المعيار الوطني الصيني GB/T 14549-1993 "جودة الطاقة - التوافقيات في شبكات الطاقة العامة". ومع ذلك، بالنسبة للمشاريع الجديدة التي لا تزال في مرحلة التصميم، لا يمكن للمصممين الكهربائيين الحصول على بيانات كافية عن توافقيات المعدات الكهربائية. وفي ضوء ذلك، تم الحصول على معادلات تجريبية من خلال الاختبارات والمُلخصات العملية في العديد من الصناعات، يمكن للمصممين الكهربائيين الرجوع إليها أثناء التصميم والرسم.

يمكن للصيغ التجريبية التالية أن تلبي متطلبات التصميم، ويمكن اختيار جهاز التصفية النشط وفقًا لتيار التوافيق المحسوب.

◆ المعالجة المركزة:

تُستخدم التعويضات المركزة في أنظمة توزيع الطاقة التي تحتوي على العديد من أنواع الأحمال، وعدد كبير من الأحمال غير الخطية المتناثرة، ومحتوى صغير من التوافيق لحمل غير خطي واحد. يمكن تركيب أجهزة تصفية نشطة من نوع PIAPF في نهاية خط الدخول منخفض الجهد في شبكة الطاقة لمعالجة التوافيق الموجودة في نظام توزيع الطاقة بشكل شامل.

* ملاحظة: تنطبق الصيغة المذكورة أعلاه على المعالجة المركزة على الجانب الثانوي للمحول.

حيث: S: سعة المحول؛ U: الجهد المقنن للجانب الثانوي للمحول؛ K: معدل الحمل؛ IHR: تيار التوافيق؛ THDi: نسبة تشويه التوافيق الكلي للتيار.

نطاق القيم:

K تمثل معدل حمل المحول، ومدى قيمتها في تصميم المحولات هو 0.6～0.85؛ THDi هي المتغير الوحيد في المعادلة السابقة، ومدى قيمتها يعتمد على الصناعات المختلفة وأحمال كل صناعة.

◆ المعالجة في الموقع:

يتم تطبيق التعويض في الموقع على أنظمة توزيع الطاقة ذات المحتوى التوافقي الكبير الوحيد والموزع. يمكن تركيب مرشحات نشطة من نوع PIAPF عند طرف دخول الحمل لتحقيق تأثير معالجة مثالي. إذا كان هناك حمل مصدر توافقي عالي القدرة في نظام التوزيع، يمكن أيضًا تنفيذ المعالجة في الموقع عند طرف دخول الحمل. ويمكن حساب ذلك باستخدام المعادلة 2 أدناه.

حيث تمثل I التيار المقنن للمعدات. تأخذ المعادلة السابقة في الاعتبار فقط تشغيل الحمل تحت الحمل الكامل (K=1). يجب أخذ القيمة الفعلية لمعامل NK في الاعتبار أثناء التصميم، كما هو موضح في المعادلة 3 أدناه.

◆ معادلة التقدير:

يمكن استخدام معادلة التقدير 4 في التصاميم اليومية:

بناءً على التيار التوافقي المحسوب أعلاه، وباستنادًا إلى نماذج PIAPF الحالية، حدد السعة المطلوب تركيبها. يمكن اختيار السعة المركبة لجهاز PIAPF وفقًا للصيغة 5، ويتم استخدام المعامل السابق لضمان وجود هامش معين في جهاز APF.

IA يمثل السعة المركبة لجهاز APF، وIHR يمثل التيار التوافقي.

ملاحظة: من التحليل السابق، يمكن استنتاج أن THDi هو المتغير الرئيسي الذي يجب تحديده، ويمكن الرجوع إلى قيمته في "جدول مرجعي سريع لاختيار APF" و"ملخص معالجة التوافقيات في مختلف الصناعات".

ملخص معالجة التوافقيات في مختلف الصناعات

الخصائص الرئيسية للتوافقيات الناتجة عن معدات الأحمال المختلفة

يشير عدد ● إلى درجة التلوث لمصدر التوافقيات. ●●● يشير إلى تلوث شديد؛ ●● يشير إلى تلوث معتدل؛ ● يشير إلى تلوث خفيف.

بشكل عام، تحتوي المعدات التي تحتوي على دوائر تصحيح أحادية الطور على جميع التوافقيات الفردية في طيفها التوافقي المميز.

تتوافق التوافقيات المميزة للمعدات المستخدمة في التصحيح ثلاثي الطور مع القواعد التالية: تكون التوافقيات المميزة للمعدات التي تحتوي على دوائر تصحيح سداسية النبض (6-pulse) هي 5، 7، 11، 13، 17، 19...، أي 6K±1، حيث K=1، 2، 3... أعداد صحيحة طبيعية؛ عندما تكون دائرة التصحيح الداخلية للمعدات بدائرة تصحيح ثنائية عشرة النبض (12-pulse)، تكون التوافقيات المميزة هي 11، 13، 23، 25...، أي 12K±1، حيث K=1، 2، 3... أعداد صحيحة طبيعية.