Odporność na zużycie Pasywny filtr zasilania Łatwa instalacja i obsługa

Wprowadzenie do filtrów harmonijnych

Filtry harmoniczne, podobnie jak superbohaterowie, chronią systemy zasilania, walczą z szkodliwymi harmonikami, które mogą uszkodzić jakość zasilania.Istnieją dwa główne rodzaje tych ochronnych: filtry aktywne i pasywne.

Zrozumienie harmonii i ich wpływu na systemy energetyczne

Harmoniki w systemach zasilania elektrycznego odnoszą się do prądów lub napięć o częstotliwościach, które są całkowitymi wielokrotnościami podstawowej częstotliwości zasilania.Druga harmonika byłaby na 120 Hz., a trzeci w częstotliwości 180 Hz. Prąd dostarczany do właściwości może nie zawsze być "czysty", a właściwości mogą doświadczać harmonii.takie jak urządzenia elektroniczne, które pobierają prąd w pulsach zamiast gładkiej fali.

Ta nagła zmiana przepływu prądu wprowadza harmoniczne prądy do systemu zasilania, co może powodować różne problemy z jakością zasilania.Nierównowaga napięcia lub prądu w fazach elektrycznychMożna zauważyć te problemy poprzez znaki takie jak migoczące światła, przegrzane transformatory,i przechodzącymi często,.

Stan harmonii w twoim systemie jest reprezentowany przez całkowite zniekształcenie harmonii (Total Harmonic Distortion, THD), miarę wszystkich efektów harmonii.Zazwyczaj mierzy się go do wielokrotności 50 podstawowej częstotliwości systemu zasilania., czyli 3 kHz lub, zgodnie z niektórymi wytycznymi, 40. wielokrotność (2,4 kHz).

Zła jakość mocy z powodu harmonik może powodować kilka problemów, takich jak:

Zwiększone zużycie energii, co prowadzi do wyższych rachunków za instalacje i usługi.
Przegrzewanie sprzętu.
Zmniejszona rentowność.
Potencjalne uszkodzenie sprzętu.
Przegrzewanie neutralnych przewodników i transformatorów dystrybucyjnych.
Zmniejszona niezawodność i długość życia sprzętu.
Zwiększone zapotrzebowanie na utrzymanie i przestoj.
Wyższe koszty energii elektrycznej.

Te dodatkowe częstotliwości zniekształcają falę sinusoidalną AC w obwodzie elektrycznym i mogą mieć poważne konsekwencje, w tym skrócić żywotność sprzętu.Teraz, gdy omówiliśmy wpływ harmonii na systemy zasilania, omówmy, jak filtry harmoniczne mogą pomóc rozwiązać te problemy..

Podstawy aktywnego filtra harmonijnego

Aktywne filtry harmoniczne (AHF) stanowią nowoczesną odpowiedź na problem zakłóceń harmonicznych w systemach energetycznych.Centralna jednostka przetwarzania (CPU) generuje harmoniczny prąd, który przeciwstawia się zmierzonemu widmowiWprowadza ten prąd przeciwdziałający do systemu w czasie rzeczywistym, skutecznie neutralizując wszystkie istniejące harmoniki.

Możemy podzielić aktywne filtry na trzy typy, z których każdy ma swoje wyjątkowe zalety:

Aktywne filtry shuntowe:

Łączą się one równolegle do obciążenia i oszacowują prąd harmonijny z obciążenia.
Filtry aktywne z serii:

Połączą się one szeregowo z układem zasilania i wprowadzają napięcie, które eliminuje napięcie harmonijne w układzie.
Główną zaletą filtrów aktywnych jest ich zdolność do zwiększenia współczynnika mocy.co sprawia, że są wyrafinowanym rozwiązaniem do filtrowania harmonicznegoAktywne filtry mogą dostosowywać się do zmieniających się wpływów harmonicznych i filtrować jednocześnie wiele częstotliwości harmonicznych.Wykorzystują wyrafinowaną elektronikę mocy i algorytmy sterowania, aby dynamicznie zmniejszyć zniekształcenie harmonijne., wprowadzając prądy kompensacyjne do systemu zasilania, co powoduje czystsze i bardziej stabilne zasilanie.

Filtry aktywne mają kilka zalet w porównaniu z pasywnymi filtrami:

Mogą wykorzenić wiele harmonik jednocześnie.
Dostosowują się do zmian częstotliwości systemu zasilania i widma harmonijnego.
Nie powodują problemów z rezonansem w systemie zasilania, w przeciwieństwie do pasywnych filtrów.
Aktywnie wytwarzają prąd odwrotnego kompensacji, który anuluje różne komponenty harmonijne, poprawiając tym samym parametry jakości mocy, takie jak regulacja napięcia i nierównowaga.
AHF, znane również jako Active Power Filters (APF), stanowią nowy rodzaj urządzeń elektronicznych o wysokiej mocy.

AHF są adaptacyjne i mogą reagować na szeroki zakres częstotliwości harmonicznych,co czyni je wszechstronnym rozwiązaniem dla różnych konfiguracji systemów zasilania. wahania napięcia i harmoniki mogą powodować zakłócenia sieci i powodować przegrzanie i wzrost rachunków za energię.o pojemności przekraczającej 10 W,, zwiększając współczynnik mocy i równoważąc obciążenie we wszystkich trzech fazach w razie potrzeby.

Dzięki swemu elastycznemu charakteru i doskonałej technologii aktywne filtry harmonijne stanowią skuteczne rozwiązanie wyzwań wynikających z zniekształceń harmonijnych w systemach zasilania.Teraz przyjrzymy się podstawom pasywnych filtrów harmonicznych i ich porównaniu z aktywnymi filtrami harmonicznymi.

Podstawy pasywnego filtra harmonijnego

Pasywne filtry harmonijne (PHF) działają na zasadach podstawowej teorii obwodu elektrycznego.Komponenty te współpracują w różny sposób, tworząc określony efekt filtracji..

Sukces PHF w usuwaniu harmonik zależy w dużej mierze od jego konstrukcji i położenia w systemie zasilania.i pojemność do stworzenia pożądanego efektu filtrowaniaAby uzyskać najlepszą eliminację harmoniczną, należy umieścić filtr w pobliżu źródła harmonicznego.

Zadanie PHF polega na umożliwieniu pewnych częstotliwości i zablokowaniu innych.PHF są zaprojektowane, by "słapać" częstotliwości harmonijne.W celu uzyskania tego, impedancja filtra jest wysoka na częstotliwościach harmonijnych i niska na częstotliwości bazowej.

Istnieją różne rodzaje PHF, z których każdy ma swoją unikalną odpowiedź na częstotliwość i ustawienia obwodów.

Filtry jednorazowe
Filtry podwójnie dopasowane
Filtry o wysokim przepustowości
Chociaż PHF są stosunkowo proste i ekonomiczne, nie oferują elastyczności aktywnych filtrów harmonijnych (AHF).

PHF używają komponentów pasywnych, takich jak reaktory i kondensatory, które są dostosowane do określonej częstotliwości, aby filtrować określoną część harmoniczną i zmniejszać wynikające z niej harmoniki.Kompensują również moc reakcyjną.Teraz porównujmy je z aktywnymi.

Porównanie efektywności
Kilka czynników może wpływać na wydajność zarówno aktywnych filtrów harmonijnych (AHF) jak i pasywnych filtrów harmonijnych (PHF), w tym specyficzne częstotliwości harmonijne w systemie, warunki obciążenia,Zarówno AHF, jak i PHF odgrywają kluczową rolę w redukcji harmonik w systemach zasilania, ale funkcjonują one inaczej i oferują różne poziomy wydajności.Sprawdźmy, jak te różnice wpływają na ich wydajność..

Poniżej przedstawiono kilka kluczowych różnic między AHF a PHF:

AHF mogą jednocześnie redukować wiele częstotliwości.
PHF zazwyczaj filtrują poszczególne harmoniki.
AHF mogą aktywnie dostosowywać się do zmian prądu harmonijnego sieci energetycznej w określonym zakresie.
PHF mogą zmniejszać tylko harmoniki stałych porządków (3,5, 7) w określonym zakresie częstotliwości.
Jeśli chodzi o bezpieczeństwo, AHF unikają przeciążenia po osiągnięciu limitu aktywnego filtra, w przeciwieństwie do PHF.To prowadzi nas do ważnego rozważenia podczas porównania obu.

W związku z tym, chociaż zarówno AHF, jak i PHF odgrywają swoje role i oferują korzyści, jasne jest, że AHF oferują wyższą wydajność i bezpieczeństwo w zarządzaniu zniekształceniami systemu zasilania.

Porównanie kosztów

Wybór między aktywnymi filtrami harmonijnymi (AHF) a pasywnymi filtrami harmonijnymi (PHF) ma kluczowe znaczenie dla Twojej firmy, ponieważ mają one różne implikacje kosztowe.

Na pierwszy rzut oka AHF mogą wydawać się droższe dla zastosowania z jednym napędem.Dzieje się tak, ponieważ jeden AHF może skorygować wiele obciążeń, co sprawia, że jest to bardziej przyjazny dla budżetu wybór w dłuższej perspektywie.

Z drugiej strony, PHF są zazwyczaj bardziej opłacalne w przypadku zastosowań o dużym, pojedynczym, nieliniowym obciążeniu.jeśli stały wydajność ma największe znaczeniePomimo wyższych kosztów początkowych, AHF mogą znacznie zmniejszyć wydatki na energię i zapewnić stałą wydajność, zwiększając dochód netto firmy.

Przy wyborze pomiędzy AHF a PHF należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak specyficzne częstotliwości harmonijne w systemie, warunki obciążenia oraz konstrukcję i rozmieszczenie filtrów.

Podczas gdy należy wziąć pod uwagę początkową inwestycję i przyszłe koszty utrzymania, ważne jest również, aby wziąć pod uwagę specyficzne potrzeby systemu energetycznego przy decydowaniu między AHF a PHF.Zwróćmy uwagę na aspekt konserwacji tych filtrów.

Utrzymanie

Zarówno aktywne, jak i pasywne filtry harmonijne mają wyjątkowe zalety i wady w zakresie konserwacji.powodujące przegrzanie i stwarzające wyzwania w zakresie rozmiaru ze względu na nieprzewidywalność ich wpływu.

Niektóre nowoczesne urządzenia PHF, które technicy instalują na zimnej stronie szeroko połączonych podpaneli elektrycznych i zastosowań naziemnych, są bierne i indukcyjne.Urządzenia te nie wymagają żadnych zewnętrznych komponentów elektrycznych, eliminując potrzebę konserwacji.

Aktywne filtry harmonijne (AHF), znane również jako jednostki korekcji harmonii (HCU), oferują bardziej zaawansowane rozwiązanie do zarządzania zniekształceniami systemu zasilania.AHF mogą dostosowywać się i reagować na szerokie spektrum częstotliwości harmonijnychTa elastyczność sprawia, że są elastycznym rozwiązaniem dla różnych konfiguracji systemów energetycznych.

Aktywny system filtrów harmonijnych składa się z trzech głównych części:

- Moduł, który wykrywa harmoniczne
- Moduł sterowania.
- Moduł mostkowy z inwerterem

Jednak utrzymanie AHF nie jest tak proste.ich złożoność i włączenie elektroniki mocy mogą wymagać częstszej konserwacjiSzczegółowa częstotliwość tej konserwacji zależy w dużej mierze od modelu AHF i instrukcji producenta.

Z drugiej strony filtry bierne stosują wolniejszą metodę zwaną przełączaniem kontaktora.zmniejszające efekt filtracji harmonicznej.

Koszty operacyjne:

Filtry aktywne mogą wiązać się z wyższymi kosztami ze względu na konieczność ciągłego monitorowania i konserwacji.Regularne kontrole i regulacje są kluczowe, aby filtr nadal działał optymalnie, gdy warunki systemu zasilania zmieniają się w czasie.
Zainstalowanie pasywnego filtra harmonijnego na każdym napędzie może być mniej inwazyjną metodą kompensacji, ponieważ nie wymaga ciągłej konserwacji.
Po omówieniu aspektów konserwacji, następną kwestią, którą należy wziąć pod uwagę, jest adaptacja i elastyczność tych filtrów.