ตัวกรองกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟ PIAPF

หน้าที่หลักของตัวกรองกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟซีรีส์ PIAPF คือการกรองกระแสฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์ โหมดการทำงานของมันคือ: การสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์และมีความแม่นยำสูง - การวิเคราะห์ฟูรีเยร์แบบรวดเร็ว - ปรับชดเชยกระแสฮาร์มอนิกแบบแม่นยำ

ด้วยการใช้เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัล (DSP) ความเร็วสูง เทคโนโลยีการแปลงสัญญาณแบบฟูรีเยแบบเร็ว (FFT) ทฤษฎีและอัลกอริธึมของกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาแบบทันที และเทคโนโลยีการขับแบบ PWM ความถี่สูง เป็นต้น ทำให้สามารถตรวจจับและวิเคราะห์ฮาร์มอนิกของระบบไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง ภายในหนึ่งรอบของการทำงาน ตัวกรองกำลังไฟฟ้าแบบใช้งาน PIAPF จะสามารถปล่อยกระแสฮาร์มอนิกในทิศทางตรงกันข้ามกับที่อุปกรณ์สร้างขึ้น ทำให้กระแสฮาร์มอนิกที่มีความถี่และขนาดเท่ากันถูกกำจัดออกไปอย่างมีประสิทธิภาพ

ผลิตภัณฑ์นี้เป็นไปตามมาตรฐาน JB/T 11067-2011 "อุปกรณ์ตัวกรองกำลังไฟฟ้าแบบใช้งานแรงดันต่ำ" และได้รับรายงานการทดสอบแบบประเภทจากหน่วยงานที่สาม

กระแสไฟฟ้าในการกรองแบบเรตติ้งของโมดูลเดี่ยวคือ 50A / 75A / 100A / 150A / 200A
กระแสไฟฟ้าในการกรองสูงสุดต่อตู้คือ 800A

◆ รวดเร็ว: ติดตามและชดเชยแบบเรียลไทม์ มีความเร็วในการตอบสนองสูง เวลาตอบสนองทันที ≤ 1ms เวลาตอบสนองทั้งหมด ≤ 10ms

◆ ละเอียด: อัลกอริทึม FFT และองค์ประกอบสมมาตรขั้นสูง สามารถชดเชยองค์ประกอบฮาร์โมนิกแบบเต็มรูปแบบหรือเลือกชดเชยเฉพาะตั้งแต่ฮาร์โมนิกลำดับที่ 2 ถึงลำดับที่ 61 พร้อมตัวกรองที่ละเอียดแม่นยำ

◆ มีประสิทธิภาพสูง: ในกรณีที่มีกำลังไฟเพียงพอ ปริมาณฮาร์โมนิกจะถูกรักษาไว้ที่ระดับ ≤5% มีประสิทธิภาพการกรองสูง กำลังสูญเสียต่ำ และไม่ได้รับผลกระทบจากอิมพีแดนซ์ของระบบไฟฟ้า

◆ ความเสถียร: วงจรขาออก LCR ที่สมบูรณ์แบบและอัลกอริธึมซอฟต์แวร์สำหรับควบคุมการสั่นสะเทือนสามารถกดดันภาวะโอเวอร์โหลดโดยอัตโนมัติ โดยไม่มีความเสี่ยงจากการสั่นพ้อง พร้อมด้วยฟังก์ชันป้องกันหลายระดับเพื่อให้ระบบทำงานอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้

◆ แบบบูรณาการ: สามารถชดเชยกระแสฮาร์โมนิก กำลังไฟรีแอกทีฟ และปรับสมดุลโหลดสามเฟส ครบคุณสมบัติในเครื่องเดียว

◆ ความอัจฉริยะ: การวินิจฉัยข้อผิดพลาดด้วยตนเอง การบันทึกเหตุการณ์ในอดีต อินเทอร์เฟซ RS485 + โปรโตคอลการสื่อสาร MODBUS มาตรฐาน การตรวจสอบจากระยะไกล

องค์ประกอบของชิ้นส่วน

◆ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สวิตช์กำลังความถี่สูง IGBT

◆ ระบบจัดเก็บพลังงานกระแสตรงคุณภาพสูง

◆ โมดูลเอาต์พุต LCR

◆ ส่วนประกอบประมวลผลข้อมูลและการสื่อสารแบบ DSP

◆ ชิ้นส่วนประมวลผลสัญญาณและลอจิกการป้องกัน FPGA

◆ หน้าจอแสดงผล LCD แบบสัมผัส อินเตอร์เฟซผู้ใช้ที่มีประสิทธิภาพ

• การออกแบบและการเลือก

การออกแบบความจุฮาร์มอนิก

สำหรับแหล่งฮาร์มอนิกที่มีความจุขนาดใหญ่ การติดตั้งอุปกรณ์รักษาที่จุดใช้งานจริงเหมาะสมกว่า โดยการรักษาแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) จะประหยัดและสมเหตุสมผลมากกว่า ส่วนแหล่งฮาร์มอนิกแบบกระจายที่มีความจุขนาดเล็กนั้น เนื่องจากฮาร์มอนิกมีการเปลี่ยนแปลงมาก และมีปัจจัยสุ่มหลายประการ ทำให้ลำดับฮาร์มอนิกและปริมาณฮาร์มอนิกเปลี่ยนแปลงอย่างไม่สม่ำเสมอ การรักษาแบบรวมศูนย์ (Centralized) จะเหมาะสมกว่า

เนื่องจากลักษณะการไหลและการเปลี่ยนแปลงของฮาร์โมนิกส์ หากจำเป็นต้องออกแบบแผนการจัดการฮาร์โมนิกส์หรืออุปกรณ์กรองฮาร์โมนิกส์ ข้อมูลฮาร์โมนิกส์สามารถทดสอบได้โดยใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า สภาวะเช่นนี้สามารถนำไปใช้ได้กับการจัดการฮาร์โมนิกส์ในระบบไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์ที่ติดตั้งแล้ว หรือระบบไฟฟ้าที่ต้องการเพิ่มกำลังการผลิต อย่างไรก็ตาม เพื่อให้แน่ใจถึงความน่าเชื่อถือและความถูกต้องของข้อมูลการทดสอบ จำเป็นต้องเข้าใจหลักการทำงานและกระบวนการของแหล่งกำเนิดฮาร์โมนิกส์ รู้จักโครงสร้างของระบบไฟฟ้า และใช้เครื่องวัดฮาร์โมนิกส์ที่มีความน่าเชื่อถือ รวมถึงวิธีการทดสอบที่แม่นยำ ตามข้อกำหนดในภาคผนวก D ของมาตรฐาน GB/T 14549-1993 "Power Quality - Public Power Grid Harmonics" อย่างไรก็ตามสำหรับโครงการใหม่ที่ยังอยู่ในขั้นตอนการออกแบบ เจ้าหน้าที่ออกแบบทางไฟฟ้าจะไม่สามารถรับข้อมูลฮาร์โมนิกส์ของอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เพียงพอ ในกรณีเช่นนี้ จากการทดสอบและสรุปประสบการณ์ในอุตสาหกรรมต่างๆ จึงได้สูตรคำนวณเชิงประจักษ์เพื่อให้เจ้าหน้าที่ออกแบบทางไฟฟ้าสามารถอ้างอิงได้ในระหว่างการออกแบบและจัดทำแบบ

สูตรประจักษ์ต่อไปนี้สามารถตอบสนองข้อกำหนดในการออกแบบได้ และสามารถเลือกอุปกรณ์กรองแบบแอคทีฟตามกระแสฮาร์มอนิกที่คำนวณได้

◆ การบำบัดแบบรวมศูนย์:

การชดเชยแบบรวมศูนย์ เหมาะสำหรับระบบจ่ายไฟฟ้าที่มีประเภทของโหลดหลากหลาย มีโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นจำนวนมากและกระจายตัว และมีฮาร์มอนิกในระดับต่ำในแต่ละโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น สามารถติดตั้งอุปกรณ์กรองแอคทีฟ PIAPF ที่ปลายสายเข้าด้านแรงดันต่ำของระบบไฟฟ้า เพื่อทำการบำบัดฮาร์มอนิกที่มีอยู่ในระบบจ่ายไฟฟ้าโดยรวม

* หมายเหตุ: สูตรข้างต้นใช้ได้กับการบำบัดแบบรวมศูนย์ที่ด้านรองของหม้อแปลง

โดยที่: S: กำลังของหม้อแปลง; U: แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ที่ด้านรองของหม้อแปลง; K: อัตราการโหลด; IHR: กระแสฮาร์มอนิก; THDi: อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกโดยรวมของกระแสไฟฟ้า

ช่วงค่า:

K คืออัตราการโหลดของหม้อแปลง โดยค่าของมันในขั้นการออกแบบหม้อแปลงจะอยู่ในช่วง 0.6～0.85 ส่วน THDi เป็นตัวแปรเดียวในสูตรข้างต้น ซึ่งช่วงค่าของมันขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมที่แตกต่างกันและโหลดในแต่ละอุตสาหกรรมนั้น

◆ การบำบัดเฉพาะที่:

การชดเชยเฉพาะที่ เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าที่มีฮาร์โมนิกสูงในระดับหนึ่งและกระจายตัว การติดตั้งตัวกรองแบบแอคทีฟ PIAPF ที่ด้านอินพุตของโหลด สามารถให้ผลการบำบัดที่ดีได้ หากในระบบไฟฟ้ามีโหลดที่เป็นแหล่งกำเนิดฮาร์โมนิกขนาดใหญ่ ก็สามารถดำเนินการบำบัดเฉพาะที่ที่ด้านอินพุตของโหลดนั้นได้เช่นกัน สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรที่ 2 ดังนี้

โดยที่ I คือกระแสไฟฟ้าเรตติ้งของอุปกรณ์ สูตรข้างต้นคำนึงถึงการทำงานของโหลดภายใต้การโหลดเต็มที่เท่านั้น (K=1) ค่า NK ในการใช้งานจริงควรถูกพิจารณาในการออกแบบด้วย เช่นที่แสดงในสูตรที่ 3

◆ สูตรประมาณการ:

สูตรประมาณการที่ 4 สามารถนำมาใช้ในงานออกแบบประจำวันได้ดังนี้:

จากกระแสฮาร์มอนิกที่คำนวณได้จากข้างต้น ร่วมกับแบบจำลองผลิตภัณฑ์ PIAPF ที่มีอยู่ในปัจจุบัน ให้พิจารณากำลังที่ต้องติดตั้ง กำลังของ PIAPF ที่ติดตั้งสามารถเลือกได้ตามสูตรที่ 5 โดยค่าสัมประสิทธิ์ที่กำหนดไว้ด้านหน้าจะช่วยให้ APF มีกำลังสำรองในระดับหนึ่ง

IA หมายถึง กำลังของ APF ที่ติดตั้ง และ IHR หมายถึง กระแสฮาร์มอนิก

หมายเหตุ: จากการวิเคราะห์ข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า THDi เป็นตัวแปรหลักที่ต้องกำหนด และค่าที่ได้สามารถอ้างอิงจาก "ตารางสรุปการเลือก APF อย่างรวดเร็ว" และ "รายงานสรุปการจัดการฮาร์มอนิกในอุตสาหกรรมต่างๆ"

รายงานสรุปการจัดการฮาร์มอนิกในอุตสาหกรรมต่างๆ

ลักษณะเฉพาะหลักของฮาร์มอนิกส์ที่เกิดจากอุปกรณ์โหลดต่างๆ

จำนวน ● บ่งชี้ระดับมลพิษของแหล่งกำเนิดฮาร์монิก ●●● หมายถึง มลพิษรุนแรง ●● หมายถึง มลพิษปานกลาง ● หมายถึง มลพิษเล็กน้อย

โดยทั่วไป อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสแบบเฟสเดียว จะมีฮาร์монิกคี่ทั้งหมดอยู่ในสเปกตรัมฮาร์อนิกแบบเฉพาะตัว

ฮาร์โมนิกเฉพาะตัวของอุปกรณ์เรียงกระแสสามเฟสเป็นไปตามกฎเกณฑ์ต่อไปนี้ อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสแบบหกพัลส์ จะมีความถี่ฮาร์โมนิกเฉพาะตัวที่ 5, 7, 11, 13, 17, 19..., คือ 6K±1 โดยที่ K=1, 2, 3... เป็นจำนวนเต็มบวก เมื่อวงจรเรียงกระแสภายในอุปกรณ์เป็นแบบสิบสองพัลส์ ความถี่ฮาร์โมนิกเฉพาะตัวจะเป็น 11, 13, 23, 25..., คือ 12K±1 โดยที่ K=1, 2, 3... เป็นจำนวนเต็มบวก