PIAPF aktívny filter výkonu

Hlavnou funkciou radového aktívneho filtra PIAPF je odstránenie harmonického prúdu generovaného zariadením. Spôsob jeho prevádzky je nasledovný: rebríčkové vzorkovanie s vysokou presnosťou - rýchla Fourierová analýza - presná kompenzácia výstupného harmonického prúdu.

Pomocou aktívneho a proaktívneho prístupu, založeného na technológii digitálneho spracovania signálov (DSP) vysokorýchlostných zariadení, algoritmoch rýchlej Fourierovej transformácie a teórie okamžitej reaktívnej energie, technológií pohonu s vysokou frekvenciou PWM a pod., po rýchlom a postupnom meraní a analýze harmonických sietí, v priebehu jedného cyklu, aktívny filter PIAPF vyžaruje harmonické prúdy v opačnom smere ako tie, ktoré sú generované zariadením. Harmonické prúdy rovnakej frekvencie a amplitúdy sú aktívne filtrované.

Tento výrobok spĺňa normu JB/T 11067-2011 „Zariadenie aktívneho filtra výkonu pre nízke napätie“ a získal typovú skúšobnú správu tretieho subjektu.

Nominálny filterový prúd jedného modulu je 50 A / 75 A / 100 A / 150 A / 200 A
Maximálny filterový prúd jedného skrine je 800 A

◆ Rýchly: Dynamické rebríčkovanie a kompenzácia v reálnom čase, rýchla odozva, okamžitý čas odozvy ≤ 1 ms, celý čas odozvy ≤ 10 ms

◆ Jemné: Pokročilý FFT a algoritmus symetrických zložiek, schopný úplnej alebo selektívnej kompenzácie harmonických zložiek od 2. do 61., s jemným filtrovaním

◆ Vysoká účinnosť: Za predpokladu dostatočnej výkonovej konfigurácie sa obsah harmonických zložiek udržiava na ≤ 5 %, s vysokou účinnosťou filtrovania, nízkymi výkonovými stratami a nie je ovplyvnená impedanciou siete

◆ Stabilita: Dokonalý výstupný obvod LCR a softvérový tlmiaci algoritmus automaticky potláčajú preťaženie, bez rizika rezonancie. Viacnásobné ochranné funkcie zabezpečujú bezpečný a spoľahlivý prevádzku systému

◆ Integrácia: Môže kompenzovať harmonický prúd, jalový výkon a vyrovnávať trojfázové zaťaženie, s viacerými funkciami v jednom zariadení

◆ Inteligencia: Samodiagnostika porúch, záznam historických udalostí, rozhranie RS485 + štandardný komunikačný protokol MODBUS, diaľkové monitorovanie

Zloženie komponentov

◆ Vysokofrekvenčný IGBT výkonový elektronický spínač

◆ Systém na ukladanie energie s podporou kvalitného prúdu

◆ Výstupný modul LCR

◆ Súčiastky pre spracovanie údajov DSP a komunikáciu

◆ Súčiastky pre spracovanie impulzov a logiky ochrany FPGA

◆ Dotyková LCD obrazovka, efektívne UI rozhranie

• Návrh a výber

Návrh výkonu harmonických častí

Pre veľkokapacitné zdroje harmonických častí je vhodné miestne spracovanie, pričom bodovo orientované spracovanie je ekonomickejšie a rozumnejšie; pre malokapacitné distribuované zdroje harmonických častí, v dôsledku veľkých výkyvov harmonických častí a mnohých náhodných faktorov, ktoré spôsobujú nepravidelné zmeny rádov a obsahov harmonických častí, je vhodné centrálny spôsob spracovania.

V dôsledku tokových a fluktuujúcich charakteristík harmonických frekvencií, ak je potrebné navrhnúť schému na spracovanie harmonických frekvencií alebo harmonický filter, je možné testovať harmonické údaje pomocou analyzátora kvality elektrickej energie. Táto situácia sa vzťahuje na spracovanie harmonických frekvencií v elektrických sietiach so zavedenými zariadeniami alebo v elektrických sietiach, kde je potrebné zvýšiť kapacitu. Samozrejme, aby boli zabezpečené spoľahlivosť a presnosť testovacích údajov, je potrebné poznať princíp a proces činnosti zdrojov harmonických frekvencií, poznať štruktúru elektrickej siete a použiť spoľahlivé testery harmonických frekvencií a presné metódy testovania v súlade s požiadavkami v prílohe D normy GB/T 14549-1993 "Kvalita elektrickej energie - Harmonické frekvencie v elektrických rozvodných sietiach". Pre nové projekty, ktoré sa ešte len nachádzajú v návrhovej fáze, však elektrikári nemajú možnosť získať dostatočné harmonické údaje elektrických zariadení. V tomto ohľade, na základe testov a skúseností z mnohých odvetví, boli odvodené empirické vzorce, ktoré môžu elektrikári použiť ako referenčné pri návrhu a tvorbe dokumentácie.

Nasledujúce empirické vzorce môžu spĺňať návrhové požiadavky a aktívne filterovacie zariadenie možno vybrať podľa vypočítaného harmonického prúdu.

◆ Centrálna úprava:

Centrálna kompenzácia sa uplatňuje v energetických distribučných systémoch s veľkým množstvom rôznych typov zaťažení, veľkým počtom rozptýlených nelineárnych zaťažení a malým obsahom harmoník jednotlivých nelineárnych zaťažení. Aktívne filterovacie zariadenia PIAPF je možné inštalovať na strane nízkeho napätia vstupnej vedenia siete na komplexné odstránenie harmoník v distribučnom energetickom systéme.

* Poznámka: Vyššie uvedený vzorec sa používa na centrálnu úpravu na sekundárnej strane transformátora.

Kde: S: výkon transformátora; U: menovité napätie sekundárnej strany transformátora; K: zaťaženie; IHR: harmonický prúd; THDi: celková harmonická deformácia prúdu.

Rozsah hodnôt:

K predstavuje záťažový koeficient transformátora a jeho hodnota v návrhu transformátora je v rozsahu 0,6 až 0,85; THDi je jedinou premennou vo vyššie uvedenom vzorci a jej hodnoty závisia od rôznych odvetví a rôznych záťaží v jednotlivých odvetviach.

◆ Lokálna úprava:

Lokálna kompenzácia sa používa v rozvodných sieťach s jednou veľkou harmonickou zložkou a rozptýleným rozdelením. Inštaláciou aktívnych filtrov PIAPF na vstupnom konci záťaže možno dosiahnuť ideálny účinok úpravy. Ak v rozvodnej sieti existuje záťaž s veľkým výkonom harmonického zdroja, môže sa lokálna úprava vykonať aj na vstupnom konci záťaže. Môže sa vypočítať pomocou nižšie uvedeného Vzorca 2.

Kde I predstavuje menovitý prúd zariadenia. Vyššie uvedený vzorec berie do úvahy iba prevádzku záťaže pri plnej záťaži (K=1). Pri návrhu je potrebné zohľadniť skutočnú prevádzkovú hodnotu NK, ako je uvedené vo Vzorci 3.

◆ Odhadový vzorec:

Vo bežnom návrhu možno použiť odhadový Vzorec 4:

Na základe vyššie uvedeného vypočítaného harmonického prúdu a podľa existujúcich modelov produktov PIAPF určite kapacitu, ktorá má byť inštalovaná. Inštalovanú kapacitu PIAPF možno vybrať podľa Vzorca 5 a predchádzajúci koeficient má zabezpečiť, aby mal APF určitú rezervu.

IA predstavuje inštalovanú kapacitu APF a IHR predstavuje harmonický prúd.

Poznámka: Z vyššie uvedenej analýzy vyplýva, že THDi je hlavnou premennou, ktorú treba určiť, a jej hodnota môže odkazovať na „Tabuľku rýchleho výberu APF“ a „Zhrnutie odstraňovania harmonických v rôznych odvetviach“.

Zhrnutie odstraňovania harmonických v rôznych odvetviach

Hlavné charakteristické harmonické zložky generované rôznymi záťažovými zariadeniami

Počet symbolov ● udáva stupeň znečistenia harmonického zdroja. ●●● označuje silné znečistenie; ●● označuje stredné znečistenie; ● označuje slabé znečistenie.

Zvyčajne zariadenie obsahujúce jednocestné usmerňovacie obvody má v charakteristickom harmonickom spektre všetky nepárne harmonické.

Charakteristické harmonické frekvencie trojfázových usmerňovačov sa riadia nasledujúcimi pravidlami: zariadenie obsahujúce šesťimpulzné usmerňovacie obvody má charakteristické harmonické frekvencie 5, 7, 11, 13, 17, 19..., t. j. 6K±1, kde K=1, 2, 3... sú prirodzené čísla; ak je vo vnútri zariadenia dvanásťimpulzný usmerňovací obvod, jeho charakteristické harmonické frekvencie sú 11, 13, 23, 25..., t. j. 12K±1, kde K=1, 2, 3... sú prirodzené čísla.