PIAPF aktivni filter moči

Glavna funkcija PIAPF serije aktivnega filtra moči je filtriranje harmoničnega toka, ki ga generira oprema. Način delovanja je: realno merjenje z visokim natančnostjo - hitra Fourierjeva analiza - natančno kompenziranje izhodnega harmoničnega toka.

Z aktivnim in pobudnim pristopom, ki temelji na hitrostni DSP napravi za obdelavo digitalnih signalov, hitri Fourierjevi transformaciji in algoritmih teorije trenutne reaktivne moči, tehnologiji visokofrekvenčnega PWM pogona itd., po hitrem in zaporednem zaznavanju in analiziranju harmonskih valov v omrežju, PIAPF aktivni filter moči v istem ciklu oddaja harmonske tokove v nasprotni smeri od tistih, ki jih generira oprema. Harmonske tokove enake frekvence in amplitude se aktivno filtrira.

Izdelek ustreza standardu JB/T 11067-2011 »Naprava za aktivno filtracijo nizkonapetostne energije« in pridobil je tretjestransko poročilo o tipu.

Nazivna filterna tokovna vrednost posameznega modula je 50 A / 75 A / 100 A / 150 A / 200 A
Največji filterni tok za posamezno napravo je 800 A

◆ Hitro: Dinamično spremljanje in kompenzacija v realnem času, hitra odzivnost, trenutni odziv ≤ 1 ms, celoten odziv ≤ 10 ms

◆ Natančno: Napredni algoritem FFT in simetričnih komponent, ki omogoča popolno kompenzacijo ali izbiro kompenzacije za 2. do 61. harmonično komponento, z natančnim filtriranjem

◆ Visoka učinkovitost: Ob primerni močnostni konfiguraciji vsebnost harmonik ostaja na ≤ 5 %, z visoko učinkovitostjo filtriranja, nizkimi izgubami moči in ni podvržena vplivu impedancije omrežja

◆ Stabilno: Popolno izhodno LCR vezje in algoritem programskega dušenja avtomatsko zavira preobremenitev, ne obstaja nevarnost nihanja. Več funkcij zaščite zagotavlja varno in zanesljivo delovanje sistema

◆ Integracija: Omogoča kompenzacijo harmoničnega toka, jalove moči in uravnoteženje trifaznega bremena, z več funkcijami v eni napravi

◆ Inteligentna: Samodiagnostika napak, beleženje zgodovinskih dogodkov, vmesnik RS485 + standardni komunikacijski protokol MODBUS, oddaljen nadzor

Sestava komponent

◆ IGBT visokofrekvenčni močnostni elektronski stikalo

◆ Sistem za shranjevanje energije z visokokakovostno enosmerno napetostjo

◆ Izhodni modul LCR

◆ Komponente za obdelavo podatkov in komunikacijo DSP

◆ FPGA komponenta za obdelavo pulznih signalov in zaščitne logike

◆ Zaslon s tipalnim LCD zaslonom, učinkovito vmesnikom uporabniku

• Načrtovanje in izbor

Načrtovanje zmogljivosti harmonik

Za velikokapacitivne vire harmonik je primerno zdravilo na mestu, obravnava točka točka pa je gospodornejša in smiselnejša; za majhnokapacitivne razpršene vire harmonik zaradi velikih nihanj harmonik in številnih naključnih dejavnikov, kar vodi v nepravilne spremembe reda in vsebine harmonik, je primerna centralizirana obravnava.

Zaradi tokovnih značilnosti harmonskih valov in njihovih nihanj, če je potrebno zasnovati načrt za obdelavo harmonik ali napravo za filtracijo harmonik, lahko harmonske podatke preveri analizator kakovosti električne energije. Ta situacija velja za obdelavo harmonik v elektroenergetskih omrežjih z že vgrajeno opremo ali za omrežja, ki potrebujejo povečanje zmogljivosti. Seveda, da bi zagotovili zanesljivost in natančnost preskusnih podatkov, je potrebno poznati delovno načelo in proces virov harmonik, razumeti strukturo elektroenergetskega omrežja ter uporabiti zanesljive priprave za merjenje harmonik in natančne preskusne metode, v skladu z zahtevami iz Priloge D standarda GB/T 14549-1993 "Kakovost električne energije - Harmoniki v javnih elektroenergetskih omrežjih". Vendar pa za nove projekte, ki so še v fazi načrtovanja, elektroinženirji ne morejo pridobiti zadostnih podatkov o harmonikah električne opreme. Zato so, na podlagi izkušenj in preskusov v številnih panogah, izvedeni empirični izračuni, ki jih lahko elektroinženirji uporabijo kot smernice pri načrtovanju in izdelavi dokumentacije.

Naslednje empirične formule lahko ustrezajo zahtevom oblikovanja, izbira aktivnega filtriranja pa se lahko izvede glede na izračunani harmonični tok.

◆ Centralizirana obdelava:

Centralizirana kompenzacija je primerna za elektroenergetske razdelilne sisteme z velikim številom različnih obremenitev, velikim številom razpršenih nelinearnih obremenitev ter majhnim harmoničnim vsebkom posamezne nelinearne obremenitve. Aktivne naprave za filtriranje PIAPF je mogoče namestiti na strani nizke napetosti vhodne linije elektroenergetskega omrežja za celovito obdelavo harmonik v razdelilnem elektroenergetskem sistemu.

* Opomba: Zgornja formula velja za centralizirano obdelavo na sekundarni strani transformatorja.

Kjer: S: moč transformatorja; U: nazivna napetost sekundarne strani transformatorja; K: stopnja obremenitve; IHR: harmonični tok; THDi: skupni koeficient harmonične izkrivljenosti toka.

Razpon vrednot:

K predstavlja obremenitveni faktor transformatorja, njegovo vrednostno območje v projektiranju transformatorjev pa je 0,6 do 0,85; THDi je edina spremenljivka v zgornji formuli, njeno vrednostno območje pa je odvisno od različnih industrij in različnih obremenitev znotraj posamezne industrije.

◆ Obdelava na lokaciji:

Kompensacija na lokaciji je primerna za elektroenergetske razdelilne sisteme z enim velikim vsebnostjo harmonikov in razpršenimi porazdelitvami. Z namestitvijo aktivnih PIAPF filtrov na vhodni strani porabnika je mogoče dosegli idealne učinke obdelave. Če v elektroenergetskem razdelilnem sistemu obstaja porabnik z močnimi harmoniki, je mogoče obdelavo na lokaciji izvesti tudi na vhodni strani porabnika. Za izračun lahko uporabite spodnjo formulo 2.

Kjer I predstavlja nazivni tok naprave. Zgornja formula upošteva le delovanje porabnika pri polni obremenitvi (K=1). Pri projektiranju je treba upoštevati dejansko delovno vrednost NK, kot je prikazano v formuli 3.

◆ Ocena z formulami:

Za vsakodnevno projektiranje je mogoče uporabiti približno formulo 4:

Na podlagi zgoraj izračunane harmonske frekvence in glede na obstoječe modele izdelkov PIAPF določite potrebno namesto zmogljivost. Nameščeno zmogljivost PIAPF je mogoče izbrati v skladu s Formulo 5, pri čemer presežni faktor zagotavlja določen rob zmogljivosti za APF.

IA predstavlja nameščeno zmogljivost APF, IHR pa harmonsko frekvenco.

Opomba: Iz zgoraj navedene analize se lahko zaključi, da je THDi glavna spremenljivka, ki jo je treba določiti, njegova vrednost pa lahko uporabi tabelo hitrega referenčnega vodiča za izbiro APF ter povzetek obravnave harmonik v različnih panogah.

Povzetek obravnave harmonik v različnih panogah

Glavna značilnost harmonikov, ki jih generira različna obtežna oprema

Število ● označuje stopnjo onesnaženja vira harmonik. ●●● označuje hudo onesnaženje; ●● označuje zmerno onesnaženje; ● označuje neznatno onesnaženje.

Oprema, ki vsebuje enofazne usmerjalne tokokroge, ima v svojem karakterističnem harmonskem spektru vse lihe harmonike.

Značilne harmonike trifaznega enosmernega valovanja ustrezajo naslednjim pravilom: oprema, ki vsebuje šestimpulsne enosmerne valovnike, ima značilne harmonske frekvence 5, 7, 11, 13, 17, 19..., oziroma 6K±1, kjer so K=1, 2, 3... naravna cela števila; ko je notranji enosmerni valovnik opreme 12-impulsen, so njegove značilne harmonske frekvence 11, 13, 23, 25..., oziroma 12K±1, kjer so K=1, 2, 3... naravna cela števila.