Aktywny filtr mocy PIAPF

Główną funkcją aktywnego filtra mocy serii PIAPF jest odfiltrowywanie prądu harmonicznego generowanego przez urządzenie. Tryb pracy to: pomiar z dużą precyzją w czasie rzeczywistym - szybka analiza Fouriera - precyzyjna kompensacja prądu harmonicznego na wyjściu.

Dzięki zastosowaniu aktywnego i proaktywnego podejścia, opartego na technologii wysokoprzepustowych urządzeń DSP (przetwarzania sygnałów cyfrowych), szybkiej transformacie Fouriera oraz teorii mocy biernej chwilowej, technologii napędu PWM o wysokiej częstotliwości itp., po szybkiej i kolejnej detekcji i analizie harmonicznych sieciowych, w tym samym cyklu, aktywny filtr mocy PIAPF emituje prądy harmoniczne w kierunku przeciwnym do tych generowanych przez urządzenie. Prądy harmoniczne o tej samej częstotliwości i amplitudzie są aktywnie filtrowane.

Ten produkt jest zgodny ze standardem JB/T 11067-2011 "Urządzenie aktywnego filtra mocy niskiego napięcia" i posiada raport z badania typu przeprowadzonego przez niezależne strony.

Znamionowy prąd filtrujący pojedynczego modułu wynosi 50A / 75A / 100A / 150A / 200A
Maksymalny prąd filtrujący dla jednej szafy wynosi 800A

◆ Szybki: dynamiczne, bieżące śledzenie i kompensacja, szybka prędkość reakcji, czas reakcji chwilowej ≤ 1ms, pełny czas reakcji ≤ 10ms

◆ Precyzyjność: Zaawansowany algorytm FFT oraz składowych symetrycznych, umożliwiający pełną kompensację lub selektywną kompensację składowych harmonicznych od 2. do 61., z dokładnym filtrowaniem

◆ Wysoka sprawność: W warunkach wystarczającej konfiguracji mocy, zawartość harmonicznych utrzymywana jest na poziomie ≤5%, przy wysokiej skuteczności filtracji, niskich stratach mocy i niezależności od impedancji sieci

◆ Stabilność: Idealny obwód wyjściowy LCR oraz algorytm tłumienia w oprogramowaniu automatycznie tłumią przeciążenia, bez ryzyka rezonansu. Wielokrotne funkcje ochronne gwarantują bezpieczną i niezawodną pracę systemu

◆ Zintegrowany: Może kompensować prąd harmoniczny, moc bierną oraz równoważyć obciążenie trójfazowe, łącząc wiele funkcji w jednej maszynie

◆ Inteligencja: Automatyczna diagnostyka usterek, rejestracja zdarzeń historycznych, interfejs RS485 + standardowy protokół komunikacyjny MODBUS, zdalne monitorowanie

Skład komponentów

◆ Wysokoczęstotliwościowy elektroniczny przełącznik mocy IGBT

◆ Wysokiej jakości system magazynowania energii prądu stałego

◆ Moduł wyjściowy LCR

◆ Komponenty przetwarzania danych i komunikacji DSP

◆ Komponenty przetwarzania impulsów i logiki zabezpieczeń FPGA

◆ Ekran dotykowy LCD, wydajny interfejs użytkownika

• Projektowanie i Dobór

Projektowanie Pojemności Harmonicznej

Dla dużych źródeł harmonicznych o dużej pojemności, odpowiednie jest leczenie na miejscu, a leczenie punktowe jest bardziej ekonomiczne i rozsądne; dla małych rozproszonych źródeł harmonicznych o niewielkiej pojemności, ze względu na duże fluktuacje harmoniczne i wiele czynników losowych, powodujących nieregularne zmiany rzędów i zawartości harmonicznych, odpowiednie jest leczenie scentralizowane.

Ze względu na przepływowe i niestabilne charakterystyki harmoniczne, jeśli istnieje potrzeba zaprojektowania schematu eliminacji harmonicznych lub urządzenia filtrującego, dane harmoniczne można przetestować za pomocą analizatora jakości energii. Sytuacja ta odnosi się do eliminacji harmonicznych w sieciach elektroenergetycznych z już uruchomionym sprzętem lub sieciach wymagających zwiększenia pojemności. Oczywiście, aby zagwarantować wiarygodność i dokładność danych testowych, konieczna jest znajomość zasady działania i procesu źródeł harmonicznych, zrozumienie struktury sieci elektroenergetycznej oraz stosowanie wiarygodnych mierników harmonicznych i dokładnych metod testowania zgodnie z wymaganiami załącznika D normy GB/T 14549-1993 „Jakość energii elektrycznej – Harmoniczne w publicznych sieciach elektroenergetycznych”. Natomiast dla nowych projektów, które znajdują się jedynie na etapie projektowania, projektanci elektryczni nie mogą uzyskać wystarczających danych harmonicznych dotyczących sprzętu elektrycznego. W związku z tym, dzięki testom oraz doświadczeniom podsumowanym w wielu branżach, opracowano wzory empiryczne, do których mogą się odnosić projektanci elektryczni podczas projektowania i sporządzania rysunków.

Poniższe wzory empiryczne mogą spełniać wymagania projektowe, a urządzenie filtrujące aktywne może być dobrane zgodnie z obliczonym prądem harmonicznym.

◆ Kompleksowa obróbka:

Kompensacja kompleksowa stosowana jest w systemach dystrybucji energii o wielu typach obciążeń, dużej liczbie rozproszonych obciążeń nieliniowych oraz niewielkiej zawartości harmonicznych pojedynczego obciążenia nieliniowego. Aktywne urządzenia filtrujące PIAPF mogą być instalowane na przyłączu niskiego napięcia sieci energetycznej w celu kompleksowego leczenia harmonicznych występujących w systemie dystrybucji energii.

* Uwaga: Powyższy wzór stosuje się do kompleksowej obróbki po stronie wtórnej transformatora.

Gdzie: S: moc transformatora; U: napięcie znamionowe strony wtórnej transformatora; K: współczynnik obciążenia; IHR: prąd harmoniczny; THDi: całkowity współczynnik zniekształceń prądu.

Zakres wartości:

K oznacza współczynnik obciążenia transformatora, a jego zakres wartości w projektowaniu transformatorów wynosi 0,6÷0,85; THDi jest jedyną zmienną we wzorze powyżej, a jej zakres wartości zależy od różnych branż oraz różnych obciążeń w każdej z nich.

◆ Leczenie na miejscu:

Kompensacja na miejscu stosuje się do systemów dystrybucji energii o dużym pojedynczym zawartości harmonicznych i rozproszonej dystrybucji. Zainstalowanie aktywnych filtrów typu PIAPF na wejściu obciążenia umożliwia osiągnięcie idealnych efektów leczenia. Jeżeli w systemie dystrybucji występuje obciążenie o dużej mocy z źródłem harmonicznych, leczenie na miejscu może być również realizowane na wejściu obciążenia. Można to obliczyć za pomocą wzoru 2 poniżej.

Gdzie I oznacza prąd znamionowy urządzenia. Powyższy wzór uwzględnia jedynie pracę obciążenia w pełnym obciążeniu (K=1). W projektowaniu należy uwzględnić rzeczywistą wartość współczynnika obciążenia NK, jak pokazano we wzorze 3.

◆ Wzór szacunkowy:

Wzór szacunkowy 4 może być stosowany w codziennym projektowaniu:

Na podstawie obliczonego powyżej prądu harmonicznego oraz zgodnie z istniejącymi modelami produktów PIAPF, należy określić pojemność do zainstalowania. Pojemność zainstalowaną PIAPF można dobrać zgodnie ze Wzorem 5, a wspólczynnik poprzedzający ma zapewnić pewien zapas mocy dla APF.

IA oznacza pojemność zainstalowaną APF, a IHR oznacza prąd harmonicznego.

Uwaga: Z powyższej analizy można wyciągnąć wniosek, że THDi jest główną zmienną do określenia, a jej wartość można odnieść do „Tabeli szybkiego doboru APF” oraz „Streszczenia leczenia harmonicznych w różnych branżach”.

Streszczenie leczenia harmonicznych w różnych branżach

Główne Harmoniczne Charakterystyczne Generowane przez Różne Urządzenia Obciążeniowe

Liczba ● wskazuje stopień zanieczyszczenia źródła harmonicznego. ●●● oznacza zanieczyszczenie duże; ●● oznacza zanieczyszczenie umiarkowane; ● oznacza zanieczyszczenie niewielkie.

Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia zawierające jednofazowe obwody prostownika mają wszystkie nieparzyste harmoniczne w swoim charakterystycznym widmie harmonicznym.

Charakterystyczne harmoniczne urządzeń prostownika trójfazowego odpowiadają następującym regułom: urządzenia zawierające sześciopulsowe obwody prostownika mają charakterystyczne częstotliwości harmoniczne 5, 7, 11, 13, 17, 19..., czyli 6K±1, gdzie K=1, 2, 3... są liczbami naturalnymi; gdy obwód prostownika wewnętrznego urządzenia jest 12-pulsowy, jego charakterystyczne częstotliwości harmoniczne to 11, 13, 23, 25..., czyli 12K±1, gdzie K=1, 2, 3... są liczbami naturalnymi.