1. Antecedents del projecte

Amb l'ús creixent d'inversors, sistemes d'il·luminació LED, unitats de freqüència variable (VFD), sistemes UPS i altres equips electrònics de potència dins de parcs industrials i instal·lacions comercials, la contaminació harmònica a la xarxa de distribució d'energia s'ha tornat cada cop més greu.

 

Les inspeccions dels serveis elèctrics van revelar que els nivells de distorsió harmònica en diverses sales de distribució d'energia van superar els límits permesos especificats pels sistemes de mesura d'energia elèctrica. Per millorar la qualitat de l'energia i garantir un funcionament segur del sistema, es va instal·lar un gabinet de filtre de potència actiu (APF) per a la supressió d'harmònics i la compensació de la potència reactiva.

 

2. Comprensió dels harmònics en sistemes de potència

2.1 Ona fonamental i harmònics

En els sistemes d'alimentació estàndard, la freqüència fonamental de tensió i corrent a la Xina és de 50 Hz. Tanmateix, la majoria de càrregues elèctriques modernes són càrregues no-lineals, com ara:

• Convertidors de freqüència
• Inversors
• Controladors LED
• Sistemes SAI
• Equip de càrrega de bateries
• Dispositius d'automatització industrial

 

Aquests dispositius generen components de corrent i tensió amb freqüències que són múltiples enters de la freqüència fonamental (per exemple, 150 Hz, 250 Hz i 350 Hz). Aquests components de freqüència no desitjats es coneixen com a harmònics.

Els harmònics distorsionen la forma d'ona sinusoïdal estàndard del sistema d'alimentació i afecten negativament la qualitat general de l'energia.

 

 

2.2 Perills dels harmònics

Els harmònics excessius poden causar problemes greus als sistemes elèctrics, com ara:

• Augment de la pèrdua de potència en cables i transformadors
• Sobreescalfament d'equips elèctrics
• Envelliment accelerat de l'aïllament
• Vida útil reduïda de condensadors i motors
• Mal funcionament dels dispositius electrònics sensibles
• Factor de potència reduït
• Major consum d'energia
• Fals disparament dels dispositius de protecció
• El funcionament a llarg termini-en condicions harmòniques severes pot provocar danys permanents als equips elèctrics i una reducció de la fiabilitat del sistema.

 

Segons la norma nacionalGB/T 14549-1993 - Qualitat d'energia: harmònics a la xarxa elèctrica pública, els límits de distorsió harmònica total (THD) permesos a la Xina són:

Sistema de baixa tensió de 0,38 kV:THD Menor o igual al 5,0%

Sistema de tensió mitjana de 6 kV a 10 kV:THD Menor o igual al 4,0%

 

3. Gabinet de filtre de potència activa (APF).

3.1 Diferència entre els filtres de potència actiu i passiu

Filtre de potència activa (APF)

Un filtre de potència actiu utilitza dispositius semiconductors i tecnologia de control intel·ligent per controlar els harmònics en temps real. Genera automàticament corrents de compensació inversa per eliminar dinàmicament els corrents harmònics a la xarxa elèctrica.

En comparació amb els mètodes de filtrat tradicionals, els sistemes APF ofereixen:

• Compensació harmònica-en temps real
• Resposta dinàmica
• Ajust automàtic
• Capacitat de supressió multi-harmònica
• Suport de compensació de potència reactiva

 

Filtre de potència passiu

Un filtre de potència passiva consisteix principalment en condensadors, reactors i circuits de filtre LC, similars als armaris de compensació de potència reactiva convencionals.

Els filtres de potència passius només poden suprimir els harmònics de freqüències específiques i tenen diverses limitacions:

• Característiques de compensació fixes
• Risc de ressonància
• Interval de filtrat limitat
• Poca adaptabilitat a les condicions de càrrega canviants

 

Per tant, els armaris APF són àmpliament preferits en els sistemes moderns de gestió de la qualitat de l'energia.

 

3.2 Característiques funcionals del gabinet APF

• Effectively suppresses harmonics from the 2nd to the 61st order
• Admet estratègies personalitzades de compensació harmònica

 

Compensació intel·ligent-en temps real

• Fa un seguiment dinàmic dels canvis de càrrega
• Emet automàticament corrent de compensació inversa
• Manté una qualitat d'energia estable contínuament

 

Interfície de comunicació RS485

• Admet el control remot i la transmissió de dades
• Compatible amb sistemes intel·ligents de gestió d'energia
• Convenient per a l'operació i el manteniment centralitzats

 

Funció de compensació de potència reactiva

• Realitza un filtrat d'harmònics de manera independent sense provocar una compensació{0}}de potència reactiva
• Utilitza la capacitat restant per a la compensació de la potència reactiva
• Millora el factor de potència del sistema mitjançant el filtratge dinàmic

 

ImprovisacióingQualitat d'energia i fiabilitat del sistema

• Redueix el sobreescalfament de l'equip
• Perllonga la vida útil dels dispositius elèctrics
• Redueix les pèrdues de línia i el consum d'energia
• Millora la seguretat general de la distribució d'energia

 

Conclusió

A mesura que la contaminació harmònica es fa cada cop més comuna als sistemes d'alimentació industrials i comercials moderns, els armaris de filtre de potència actiu (APF) s'han convertit en una solució essencial per a la supressió d'harmònics i la millora de la qualitat de l'energia.

 

En comparació amb els filtres passius tradicionals, els sistemes APF ofereixen rangs de filtrat d'harmònics més amplis, velocitats de resposta més ràpides, compensació intel·ligent i funcions integrades de compensació de potència reactiva, cosa que els fa ideals per a:

• Plantes industrials
• Edificis comercials
• Centres de dades
• Hospitals
• Instal·lacions de fabricació intel·ligents
• Sistemes d'energies renovables

 

Mitjançant la reducció eficaç de la distorsió harmònica i la millora del factor de potència, els armaris APF ajuden a garantir un funcionament del sistema d'alimentació més segur, més estable i més -energèticament eficient.