Filtre actif de puissance PIAPF

La fonction principale du filtre actif de puissance de la série PIAPF est d'éliminer le courant harmonique généré par l'équipement. Son mode de fonctionnement est le suivant : échantillonnage haute précision en temps réel - analyse de Fourier rapide - compensation précise du courant harmonique de sortie.

En adoptant une approche active et proactive, basée sur la technologie de traitement numérique du signal (DSP) à grande vitesse, la transformée de Fourier rapide et les algorithmes de la théorie de la puissance réactive instantanée, ainsi que la technologie d'entraînement PWM à haute fréquence, après une détection et une analyse rapides et successives des harmoniques du réseau électrique, le filtre actif de puissance PIAPF émettra, au sein du même cycle, des courants harmoniques dans la direction opposée à ceux générés par l'équipement. Les courants harmoniques de même fréquence et d'amplitude identique sont ainsi activement filtrés.

Ce produit est conforme à la norme JB/T 11067-2011 « Dispositif de filtre actif de puissance basse tension » et possède un rapport d'essai de type émis par un tiers.

Le courant de filtrage nominal d'un module unique est de 50A / 75A / 100A / 150A / 200A
Le courant de filtrage maximal par armoire est de 800A

◆ Rapide : Suivi et compensation dynamiques en temps réel, réponse rapide, temps de réponse instantané ≤ 1 ms, temps de réponse complet ≤ 10 ms

◆ Précis : Algorithme avancé de FFT et de composantes symétriques, capable de compenser totalement ou sélectivement les composantes harmoniques de 2e à 61e ordre, avec un filtrage précis

◆ Haute efficacité : Dans des conditions de puissance suffisantes, le taux de distorsion harmonique reste à ≤ 5 %, avec une efficacité de filtrage élevée, une faible perte de puissance, et n'est pas affecté par l'impédance du réseau

◆ Stabilité : Le circuit de sortie LCR parfait et l'algorithme logiciel d'amortissement suppriment automatiquement les surcharges, sans risque de résonance. Les multiples fonctions de protection garantissent un fonctionnement sûr et fiable du système

◆ Intégration : Permet de compenser le courant harmonique, la puissance réactive et d'équilibrer la charge triphasée, combinant plusieurs fonctions en une seule machine

◆ Intéligence : Autodiagnostic des pannes, enregistrement des événements historiques, interface RS485 + protocole de communication MODBUS standard, surveillance à distance

Composition des composants

◆ Interrupteur électronique à puissance haute fréquence IGBT

◆ Système de stockage d'énergie à courant continu de haute qualité

◆ Module de sortie LCR

◆ Composants de traitement des données et de communication DSP

◆ Composants de traitement des impulsions et de logique de protection FPGA

◆ Écran tactile LCD, interface utilisateur efficace

• Conception et Sélection

Conception de la Capacité Harmonique

Pour les sources harmoniques de grande capacité, il est approprié de réaliser un traitement sur site, et un traitement point à point est plus économique et rationnel ; pour les sources harmoniques distribuées de faible capacité, en raison des fortes fluctuations harmoniques et de nombreux facteurs aléatoires, entraînant des changements irréguliers des ordres et contenus harmoniques, un traitement centralisé est approprié.

En raison des caractéristiques de flux et de fluctuation des harmoniques, si la conception d'un schéma de traitement harmonique ou d'un dispositif de filtrage harmonique s'avère nécessaire, les données harmoniques peuvent être mesurées à l'aide d'un analyseur de qualité d'énergie. Cette situation s'applique au traitement des harmoniques dans des réseaux électriques disposant déjà d'équipements en service, ou dans des réseaux électriques nécessitant une augmentation de leur capacité. Bien entendu, pour garantir la fiabilité et la précision des données de mesure, il est nécessaire de connaître le principe de fonctionnement et le processus des sources harmoniques, de comprendre la structure du réseau électrique, et d'utiliser des appareils de mesure harmonique fiables ainsi que des méthodes d'essai précises conformément aux exigences de l'Annexe D de la norme GB/T 14549-1993 "Qualité de l'énergie électrique - Harmoniques dans les réseaux électriques publics". Toutefois, pour les nouveaux projets qui en sont encore à la phase de conception, les concepteurs électriques ne peuvent pas obtenir des données harmoniques suffisantes provenant des équipements électriques. À cet égard, à travers des essais et des retours d'expérience issus de nombreux secteurs industriels, des formules empiriques ont été établies pour servir de référence aux concepteurs lors de la conception et du tracé des schémas.

Les formules empiriques suivantes peuvent satisfaire aux exigences de conception, et l'appareil de filtrage actif peut être sélectionné en fonction du courant harmonique calculé.

◆ Traitement centralisé :

La compensation centralisée s'applique aux systèmes électriques comportant de nombreux types de charges, un grand nombre de charges non linéaires dispersées, et une faible teneur en harmoniques d'une charge non linéaire individuelle. Les appareils de filtrage actif PIAPF peuvent être installés à l'extrémité d'entrée basse tension du réseau électrique pour traiter de manière globale les harmoniques présentes dans le système électrique.

* Remarque : La formule ci-dessus s'applique au traitement centralisé sur le secondaire du transformateur.

Où : S : puissance du transformateur ; U : tension nominale du secondaire du transformateur ; K : taux de charge ; IHR : courant harmonique ; THDi : taux de distorsion harmonique total du courant.

Plage de valeurs :

K représente le taux de charge du transformateur, et sa plage de valeurs dans la conception des transformateurs est de 0,6 à 0,85 ; THDi est la seule variable dans la formule ci-dessus, et sa plage de valeurs dépend des différentes industries et des charges spécifiques à chaque industrie.

◆ Traitement sur site :

La compensation sur site s'applique aux systèmes électriques dont une seule charge importante génère des harmoniques et où celles-ci sont réparties de manière dispersée. L'installation de filtres actifs PIAPF à l'entrée des charges permet d'obtenir un effet de traitement idéal. Lorsqu'une source de puissance importante génère des harmoniques dans l'installation électrique, un traitement sur site peut également être effectué à l'entrée de cette charge. Cela peut être calculé à l'aide de la formule 2 ci-dessous.

Où I représente le courant nominal de l'équipement. La formule ci-dessus ne prend en compte que le fonctionnement de la charge en pleine charge (K=1). La valeur réelle NK devrait être prise en compte dans la conception, comme indiqué dans la formule 3.

◆ Formule d'estimation :

La formule d'estimation 4 peut être utilisée dans la conception quotidienne :

En se basant sur le courant harmonique calculé ci-dessus et selon les modèles existants des produits PIAPF, déterminer la capacité à installer. La capacité installée de PIAPF peut être sélectionnée selon la formule 5, et le coefficient précité vise à garantir que l'APF dispose d'une certaine marge.

IA représente la capacité installée de l'APF, et IHR représente le courant harmonique.

Remarque : À partir de l'analyse ci-dessus, on peut conclure que le THDi est la variable principale à déterminer, et sa valeur peut se référer au « Tableau de sélection rapide des APF » et au « Résumé du traitement des harmoniques dans diverses industries ».

Résumé du traitement des harmoniques dans diverses industries

Caractéristiques Principales des Harmoniques Générées par Divers Équipements de Charge

Le nombre de ● indique le degré de pollution de la source harmonique. ●●● indique une pollution sévère ; ●● indique une pollution modérée ; ● indique une pollution légère.

En général, les équipements contenant des circuits redresseurs monophasés présentent tous les harmoniques impairs dans leur spectre harmonique caractéristique.

Les harmoniques caractéristiques des équipements redresseurs triphasés obéissent aux règles suivantes : les équipements contenant des circuits redresseurs à six impulsions (6-pulse) possèdent des fréquences harmoniques caractéristiques de 5, 7, 11, 13, 17, 19..., c'est-à-dire de la forme 6K±1, où K=1, 2, 3... sont des entiers naturels ; lorsque le circuit redresseur interne de l'équipement est un redresseur à douze impulsions (12-pulse), ses fréquences harmoniques caractéristiques sont 11, 13, 23, 25..., c'est-à-dire de la forme 12K±1, où K=1, 2, 3... sont des entiers naturels.