PIAPF aktivní filtr výkonu

Hlavní funkcí aktivního filtru řady PIAPF je odstranění harmonického proudu generovaného zařízením. Jeho pracovní režim je následující: reálné vzorkování s vysokou přesností - rychlá Fourierova analýza - přesná kompenzace výstupního harmonického proudu.

Díky aktivnímu a proaktivnímu přístupu založenému na číslicové signálové technologii využívající vysokorychlostních DSP zařízení, algoritmům rychlé Fourierovy transformace a teorii okamžité reaktivní energie, technologii vysokofrekvenčního PWM pohonu atd., po rychlé a následné detekci a analýze harmonických kmitů sítě během stejného cyklu PIAPF aktivní filtr vygeneruje harmonické proudy v opačném směru než ty, které jsou generovány zařízením. Proudové harmoniky stejné frekvence a amplitudy jsou tak aktivně filtrovány.

Tento produkt splňuje normu JB/T 11067-2011 "Zařízení aktivních filtrů nízkého napětí" a získal zkušební protokol třetí strany.

Jmenovitý proud filtru jednoho modulu je 50 A / 75 A / 100 A / 150 A / 200 A
Maximální proud filtru pro jednu skříň je 800 A

◆ Rychlý: Dynamické sledování a kompenzace v reálném čase, rychlá rychlost odezvy, okamžitá doba odezvy ≤ 1 ms, celková doba odezvy ≤ 10 ms

◆ Jemné: Pokročilý algoritmus FFT a symetrických složek, umožňující plnou nebo selektivní kompenzaci harmonických složek od 2. do 61. řádu, s jemným filtrováním

◆ Vysoká účinnost: Za předpokladu dostatečného výkonového výběru je obsah harmonických složek udržován na ≤ 5 %, s vysokou účinností filtrace, nízkými ztrátami výkonu a není ovlivněn impedancí sítě

◆ Stabilita: Dokonalý výstupní obvod LCR a softwarový tlumení algoritmů automaticky potlačují přetížení, neexistuje riziko rezonance. Několik ochranných funkcí zajišťuje bezpečný a spolehlivý provoz systému

◆ Integrace: Může kompenzovat harmonický proud, jalový výkon a vyrovnat zátěž třífázové sítě, s více funkcemi v jednom zařízení

◆ Inteligence: Diagnostika poruch, záznam historických událostí, rozhraní RS485 + standardní komunikační protokol MODBUS, dálkové sledování

Sestava komponent

◆ IGBT vysokofrekvenční výkonový elektronický spínač

◆ Vysoce kvalitní systém ukládání energie stejnosměrného proudu

◆ Výstupní modul LCR

◆ Komponenty pro zpracování dat a komunikaci DSP

◆ FPGA komponenty pro zpracování pulzů a ochranné logiky

◆ Dotyková LCD obrazovka, efektivní uživatelské rozhraní

• Návrh a výběr

Návrh kapacity harmonických proudů

Pro velké zdroje harmonických proudů je vhodné řešení na místě, přičemž bodové řešení je ekonomičtější a rozumnější; pro malé rozptýlené zdroje harmonických proudů, které mají velké výkyvy harmonických proudů a mnoho náhodných faktorů, což způsobuje nepravidelné změny v pořadí a obsahu harmonických proudů, je vhodné centrální řešení.

Z důvodu tokových a fluktuujících charakteristik harmonických kmitů, pokud je nutné navrhnout řešení pro odstranění harmonických kmitů nebo filtraci harmonických kmitů, mohou být harmonická data ověřena analyzátorem kvality elektrické energie. Tato situace se vztahuje na odstraňování harmonických kmitů v elektrických sítích se již uvedeným zařízením do provozu nebo v sítích, u kterých je třeba zvýšit kapacitu. Samozřejmě, aby byla zajištěna spolehlivost a přesnost měření dat, je nutné znát princip a proces činnosti zdrojů harmonických kmitů, porozumět struktuře elektrické sítě a použít spolehlivé měřiče harmonických kmitů a přesné metody měření v souladu s požadavky uvedenými v příloze D normy GB/T 14549-1993 „Kvalita elektrické energie – Harmonické kmitání v elektrických rozvodných sítích“. Nicméně pro nové projekty, které jsou pouze ve fázi návrhu, není pro návrháře elektrických zařízení možné získat dostatečná harmonická data elektrických zařízení. V tomto ohledu však byly na základě testů a zkušeností z mnoha průmyslových odvětví získány empirické vzorce, které mohou návrháři elektrických zařízení použít jako podklad pro návrh a kreslení.

Následující empirické vzorce mohou splnit návrhové požadavky a aktivní filtr se může vybrat podle vypočteného harmonického proudu.

◆ Centrální zpracování:

Kompenzace centrálně se používá u rozvodných soustav s mnoha druhy zátěží, velkým počtem rozptýlených nelineárních zátěží a malým obsahem harmonických jednotlivých nelineárních zátěží. Aktivní filtry PIAPF lze instalovat na straně nízkého napětí vstupního vedení sítě a komplexně tak zpracovat harmonické v rozvodné soustavě.

* Poznámka: Výše uvedený vzorec platí pro centrální zpracování na sekundární straně transformátoru.

Kde: S: výkon transformátoru; U: jmenovité napětí sekundární strany transformátoru; K: zatěžovací faktor; IHR: harmonický proud; THDi: celkové zkreslení proudu harmonickými složkami.

Rozsah hodnot:

K označuje zatěžovací faktor transformátoru, jehož hodnota v návrhu transformátoru činí 0,6 až 0,85; THDi je jedinou proměnnou ve výše uvedeném vzorci a její hodnoty závisí na různých odvětvích a různých zátěžích v jednotlivých odvětvích.

◆ Místní úprava:

Místní kompenzace se používá v rozvodných systémech s jediným velkým obsahem harmonických složek a rozptýleným rozvodným systémem. Instalace aktivních filtrů PIAPF na vstupním konci zátěže může dosáhnout ideálního účinku úpravy. Pokud je ve výkonovém rozvodu zdroj zátěže s vysokým výkonem harmonických složek, může být místní úprava provedena také na vstupním konci zátěže. Může být vypočtena pomocí níže uvedeného vzorce 2.

Kde I označuje jmenovitý proud zařízení. Výše uvedený vzorec bere v úvahu pouze provoz zátěže za plného zatížení (K=1). Při návrhu je třeba vzít v úvahu skutečnou provozní hodnotu NK, jak je znázorněno ve vzorci 3.

◆ Odhadový vzorec:

Ve denním návrhu lze použít odhadový vzorec 4:

Na základě výše vypočteného harmonického proudu a podle stávajících modelů produktů PIAPF určete požadovaný instalovaný výkon. Instalovanou kapacitu PIAPF lze vybrat podle vzorce 5, přičemž doporučený koeficient má zajistit určitou rezervu výkonu pro APF.

IA značí instalovaný výkon APF a IHR značí harmonický proud.

Poznámka: Z výše uvedené analýzy vyplývá, že THDi je hlavní proměnnou, kterou je třeba určit, a její hodnota může vycházet z tabulky rychlého výběru APF a z přehledu potlačení harmonických kmitů v různých odvětvích.

Přehled potlačení harmonických kmitů v různých odvětvích

Hlavní charakteristické harmonické složky generované různým zátěžovým zařízením

Počet ● označuje stupeň znečištění harmonického zdroje. ●●● označuje silné znečištění; ●● označuje střední znečištění; ● označuje mírné znečištění.

Obecně zařízení obsahující jednofázové usměrňovače mají ve svém charakteristickém harmonickém spektru všechny liché harmonické složky.

Charakteristické harmonické složky třífázových usměrňovačů odpovídají následujícím pravidlům: zařízení obsahující šestipulzní usměrňovače mají charakteristické frekvence harmonických 5, 7, 11, 13, 17, 19..., tedy 6K±1, kde K=1, 2, 3... jsou přirozená celá čísla; pokud je vnitřní usměrňovač zařízení dvanáctipulzní, jsou jeho charakteristické frekvence harmonických 11, 13, 23, 25..., tedy 12K±1, kde K=1, 2, 3... jsou přirozená celá čísla.