1. Projektbaggrund

Med den stigende brug af invertere, LED-belysningssystemer, frekvensomformere (VFD'er), UPS-systemer og andet strømelektronisk udstyr i industriparker og kommercielle faciliteter, er harmonisk forurening i strømdistributionsnetværket blevet stadig mere alvorlig.

 

Elforsyningsinspektioner afslørede, at de harmoniske forvrængningsniveauer i adskillige strømfordelingsrum overskred de tilladte grænser specificeret af elektriske energimålesystemer. For at forbedre strømkvaliteten og sikre sikker systemdrift blev der installeret et Active Power Filter (APF) kabinet til harmonisk undertrykkelse og reaktiv effektkompensation.

 

2. Forståelse af harmoniske i kraftsystemer

2.1 Fundamental bølge og harmoniske

I standard strømsystemer er den grundlæggende frekvens af spænding og strøm i Kina 50Hz. De fleste moderne elektriske belastninger er dog ikke-lineære belastninger, såsom:

• Frekvensomformere
• Invertere
• LED-drivere
• UPS systemer
• Batteriopladningsudstyr
• Industrielle automationsenheder

 

Disse enheder genererer strøm- og spændingskomponenter med frekvenser, der er heltals multipla af grundfrekvensen (f.eks. 150Hz, 250Hz og 350Hz). Disse uønskede frekvenskomponenter er kendt som harmoniske.

Overtoner forvrænger den standard sinusformede bølgeform af strømsystemet og påvirker den overordnede strømkvalitet negativt.

 

 

2.2 Farer ved harmoniske

For store harmoniske kan forårsage alvorlige problemer i elektriske systemer, herunder:

• Øget strømtab i kabler og transformere
• Overophedning af elektrisk udstyr
• Accelereret ældning af isoleringen
• Reduceret levetid for kondensatorer og motorer
• Fejlfunktion af følsomme elektroniske enheder
• Reduceret effektfaktor
• Højere energiforbrug
• Falsk udløsning af beskyttelsesanordninger
• Lang-drift under svære harmoniske forhold kan føre til permanent skade på elektrisk udstyr og reduceret systempålidelighed.

 

I henhold til den nationale standardGB/T 14549-1993 - Strømkvalitet: Harmonics in Public Power Grid, de tilladte grænser for total harmonisk forvrængning (THD) i Kina er:

0,38 kV lavspændingssystem-:THD Mindre end eller lig med 5,0 %

6kV–10kV mellemspændingssystem-:THD Mindre end eller lig med 4,0 %

 

3. Active Power Filter (APF) kabinet

3.1 Forskellen mellem aktive og passive effektfiltre

Active Power Filter (APF)

Et aktivt effektfilter bruger halvlederenheder og intelligent kontrolteknologi til at overvåge harmoniske i realtid. Den genererer automatisk omvendte kompensationsstrømme for dynamisk at eliminere harmoniske strømme i elnettet.

Sammenlignet med traditionelle filtreringsmetoder tilbyder APF-systemer:

• Harmonisk kompensation i realtid-
• Dynamisk respons
• Automatisk justering
• Mulighed for multi-harmonisk undertrykkelse
• Understøttelse af reaktiv effektkompensation

 

Passivt strømfilter

Et passivt effektfilter består hovedsageligt af kondensatorer, reaktorer og LC-filterkredsløb, svarende til konventionelle reaktive effektkompensationskabinetter.

Passive effektfiltre kan kun undertrykke harmoniske af specifikke frekvenser og har flere begrænsninger:

• Faste kompensationsegenskaber
• Risiko for resonans
• Begrænset filtreringsområde
• Dårlig tilpasningsevne til skiftende belastningsforhold

 

Derfor foretrækkes APF-skabe bredt i moderne strømkvalitetsstyringssystemer.

 

3.2 Funktionelle funktioner i APF kabinet

Bredt harmonisk filtreringsområde

• Undertrykker effektivt harmoniske fra 2. til 61. orden
• Justerbare harmoniske filtreringsmål
• Understøtter tilpassede harmoniske kompensationsstrategier

 

Intelligent-realtidskompensation

• Sporer dynamisk belastningsændringer
• Udsender automatisk omvendt kompensationsstrøm
• Opretholder konstant strømkvalitet

 

RS485 kommunikationsgrænseflade

• Understøtter fjernovervågning og datatransmission
• Kompatibel med intelligente strømstyringssystemer
• Praktisk til centraliseret drift og vedligeholdelse

 

Reaktiv effektkompensationsfunktion

• Udfører harmonisk filtrering uafhængigt uden at forårsage reaktiv effekt over-kompensation
• Udnytter den resterende kapacitet til reaktiv effektkompensation
• Forbedrer systemets effektfaktor gennem dynamisk filtrering

 

ImprovingStrømkvalitet og systempålidelighed

• Reducerer overophedning af udstyr
• Forlænger levetiden for elektriske enheder
• Reducerer linjetab og energiforbrug
• Forbedrer den overordnede strømfordelingssikkerhed

 

Konklusion

Efterhånden som harmonisk forurening bliver mere og mere almindelig i moderne industrielle og kommercielle strømsystemer, er Active Power Filter (APF) kabinetter blevet en vigtig løsning til harmonisk undertrykkelse og forbedring af strømkvaliteten.

 

Sammenlignet med traditionelle passive filtre giver APF-systemer bredere harmoniske filtreringsområder, hurtigere responshastigheder, intelligent kompensation og integrerede reaktive effektkompensationsfunktioner, hvilket gør dem ideelle til:

• Industrielle anlæg
• Kommercielle bygninger
• Datacentre
• Hospitaler
• Smarte produktionsfaciliteter
• Vedvarende energisystemer

 

Ved effektivt at reducere harmonisk forvrængning og forbedre effektfaktoren hjælper APF-kabinetter med at sikre sikrere, mere stabil og mere energieffektiv-energisystemdrift