Активний фільтр PIAPF

Основною функцією активного фільтра живлення серії PIAPF є фільтрація струму гармонік, що генерується обладнанням. Його режим роботи: вибірка в реальному часі з високою точністю – швидкий перетворення Фур'є – точна компенсація вихідного струму гармонік.

Шляхом впровадження активного та проактивного підходу, заснованого на технології цифрової обробки сигналів високошвидкісних DSP-пристроїв, алгоритмах швидкого перетворення Фур'є та миттєвої реактивної потужності, технології високочастотного PWM-приводу тощо, після швидкого та послідовного виявлення та аналізу гармонік мережі, в межах одного циклу активний фільтр живлення PIAPF випромінюватиме гармонійні струми в протилежному напрямку до тих, що генеруються обладнанням. Гармонійні струми однакової частоти та амплітуди активно фільтруються.

Цей продукт відповідає стандарту JB/T 11067-2011 «Пристрій активного фільтра живлення низької напруги» і отримав відповідний випробувальний типовий звіт третьої сторони.

Номінальний струм фільтра одного модуля становить 50 А / 75 А / 100 А / 150 А / 200 А
Максимальний струм фільтра для одного шафу становить 800 А

◆ Швидкий: динамічне відстеження та компенсація в режимі реального часу, швидка швидкість реакції, час миттєвої реакції ≤ 1 мс, повний час реакції ≤ 10 мс

◆ Точність: Просунутий алгоритм FFT та симетричних складових, здатний до повної або вибіркової компенсації гармонік з 2-ї по 61-шу, з високоточною фільтрацією

◆ Висока ефективність: За умови достатньої потужності, вміст гармонік підтримується на рівні ≤ 5%, висока ефективність фільтрації, низькі втрати потужності, не залежить від імпедансу мережі

◆ Стабільність: Досконалий вихідний LCR-ланцюг і алгоритм програмного демпфування автоматично придушують перевантаження, відсутній ризик резонансу. Кілька функцій захисту забезпечують безпечну та надійну роботу системи

◆ Інтеграція: Може компенсувати струм гармонік, реактивну потужність і врівноважувати трифазне навантаження, багатофункціональність в одному пристрої

◆ Інтелектуальність: Самодіагностика несправностей, запис історії подій, інтерфейс RS485 + стандартний протокол MODBUS, дистанційний моніторинг

Складові компоненти

◆ Високочастотний IGBT потужний електронний ключ

◆ Високоякісна система зберігання енергії з підтримкою постійного струму

◆ Вихідний модуль LCR

◆ Компоненти обробки даних та зв'язку DSP

◆ Компоненти обробки імпульсів та захисної логіки FPGA

◆ Екран LCD з сенсорним керуванням, ефективний інтерфейс користувача

• Дизайн та Вибір

Проектування За ГарМОНИЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ

Для джерел з великим об'ємом гармонік підходить локальне лікування, а точкове лікування є більш економічним та доцільним; для джерел з малим об'ємом розподілених гармонік, через великі коливання гармонік і багато випадкових факторів, що призводять до нерегулярних змін порядку і складу гармонік, найбільш доцільним є централізоване лікування.

У зв’язку з особливостями розповсюдження та коливання гармонік, якщо виникає необхідність у проектуванні схеми боротьби з гармоніками або пристрою фільтрації гармонік, дані про гармоніки можна виміряти за допомогою аналізатора якості електричної енергії. Ця ситуація стосується боротьби з гармоніками в електромережах, де обладнання вже введено в експлуатацію, або електромереж, які потребують збільшення потужності. Звісно, щоб забезпечити надійність і точність даних вимірювань, необхідно добре знати принцип дії і процес формування джерел гармонік, мати уявлення про структуру електромережі та використовувати перевірені вимірювачі гармонік і точні методи випробувань, які відповідають вимогам додатка D стандарту GB/T 14549-1993 «Якість електричної енергії — Гармоніки в загальних електромережах». Однак для нових проектів, які перебувають лише на стадії проектування, електричні конструктори не можуть отримати достатньо даних про гармоніки електрообладнання. У зв’язку з цим, на основі випробувань і узагальнення досвіду, накопиченого в багатьох галузях, отримано емпіричні формули, якими можуть користуватися електричні конструктори під час проектування та креслення.

Наступні емпіричні формули можуть задовольняти вимоги проектування, а пристрій активного фільтрування можна вибирати відповідно до розрахункового значення гармонічного струму.

◆ Централізоване оброблення:

Компенсація централізованого типу застосовується у системах електропостачання з великою кількістю різноманітних навантажень, розкиданих нелінійних навантажень і невеликим вмістом гармонік у окремому нелінійному навантаженні. Активні фільтрувальні пристрої PIAPF можна встановлювати на стороні низького напруження вводу електромережі для комплексного усунення гармонік, що існують у системі електропостачання.

* Примітка: зазначені вище формули застосовуються для централізованого оброблення на вторинному боці трансформатора.

Де: S — потужність трансформатора; U — номінальна напруга вторинної сторони трансформатора; K — коефіцієнт навантаження; IHR — гармонічний струм; THDi — загальний коефіцієнт спотворення струму.

Діапазон значень:

K — це коефіцієнт завантаження трансформатора, значення якого в проектуванні трансформаторів знаходиться в діапазоні 0,6–0,85; THDi є єдиною змінною в наведеній вище формулі, а його діапазон значень залежить від різних галузей та різних навантажень у кожній галузі.

◆ Компенсація на місці:

Компенсація на місці застосовується до систем електропостачання з великим окремим гармонійним вмістом та розподіленою мережею. Встановлення активних фільтрів PIAPF на вході навантаження може забезпечити ідеальний ефект компенсації. Якщо у системі електропостачання є навантаження з потужним гармонійним джерелом, компенсація на місці також може бути виконана на вході цього навантаження. Розрахунок можна виконати за нижче наведеною Формулою 2.

Де I — це номінальний струм обладнання. Наведена вище формула враховує лише роботу навантаження під повним навантаженням (K=1). У проектуванні слід враховувати фактичне робоче значення NK, як показано у Формулі 3.

◆ Формула оцінки:

Формулу оцінки 4 можна використовувати у повсякденному проектуванні:

На основі розрахованого вище гармонійного струму та згідно з існуючими моделями продуктів PIAPF визначити необхідну встановлену потужність. Встановлену потужність PIAPF можна вибирати за формулою 5, а вказаний коефіцієнт потрібен для забезпечення певного запасу потужності у APF.

IA означає встановлену потужність APF, а IHR — гармонійний струм.

Примітка: з наведеного вище аналізу можна зробити висновок, що THDi є основною змінною, яку потрібно визначити, і її значення може відповідати «Таблиці швидкого вибору APF» та «Огляд методів боротьби з гармоніками в різних галузях».

Огляд методів боротьби з гармоніками в різних галузях

Основна характеристика гармонік, що генеруються різноманітним обладнанням

Кількість символів ● вказує на ступінь забруднення джерела гармонік. ●●● вказує на сильне забруднення; ●● — на помірне забруднення; ● — на незначне забруднення.

Зазвичай, обладнання, що містить однофазні випрямлячі, має всі непарні гармоніки у своєму характеристичному гармонічному спектрі.

Характеристичні гармоніки трифазного випрямляча підлягають таким правилам: обладнання, що містить шестипульсні випрямлячі, має характеристичні частоти гармонік 5, 7, 11, 13, 17, 19..., тобто 6K±1, де K=1, 2, 3... — натуральні числа; якщо внутрішній випрямляч обладнання є дванадцятипульсним, його характеристичні частоти гармонік дорівнюють 11, 13, 23, 25..., тобто 12K±1, де K=1, 2, 3... — натуральні числа.