UAB "Elektros įranga"

ŠIUOLAIKINIS, AKTYVUS HARMONIKŲ FILTRAS AFQevo, SU PAPILDOMA GALIMYBE ATLIKTI TRIFAZIO

(3F ) TINKLO SROVIŲ BALANSAVIMĄ IR REAKTYVIOS GALIOS KOMPENSAVIMĄ

Elektros įrenginiai, kurie turi netiesinę apkrovos charakteristiką, tarp jų: diodų AC/DC lygintuvai, impulsiniai maitinimo šaltiniai, dažnio keitikliai, aukšto dažnio krosnelės ir panašai ,   elektros tinklą apkrauna  nesinusine   srove.

Ši  nesinusinė srovė susideda iš pagrindinės fundamentalios 50Hz sinusinės srovės prie, kurios pridedamos papildomos sinusinės komponentės, vadinamos harmonikomis.  Jų dažniai yra tiesiai proporcingi  fundamentaliam 50Hz dažniui, o amplitudės – atvirkščiai proporcingos pagrindinės fundamentalios komponentės amplitudei, pavyzdžiui, 5-tos harmonikos dažnis lygus  5 x 50Hz = 250Hz, 7-tos - 7 x 50Hz = 350Hz ir pan. Harmoninių komponentų intensyvumas gali būti pateiktas tiesiogiai voltais arba procentais nuo pagrindinio komponento. Tam tikslui dažnai naudojamas rodiklis THD– sinusinės srovės arba įtampos iškraipymo harmonikomis koeficientas, atitinkamai THD(I), THD(U).

             Matematinio modelio pavyzdys, kaip susiformuoja nesinusinė srovė, atsiradus papildomai 5-tai ir 7-tai harmonikoms.

Grandinės srovės sinusinės kreivės  iškraipymas  sukelia maitinimo šaltinio įtampos kreivės  iškraipymus, dėl ko atsiranda kitų šio tinklo vartotojų darbo sutrikimai t.y.:

·         papildomai  perkraunami laidininkai ir įrenginiai;

·         apsauginių automatinių jungiklių suveiktis;

·         jautrių įrenginių gedimai.

Lentelėje pateikti pagrindiniai srovės harmonikų šaltiniai, pagal įrenginių tipus, ir jų formuojamų srovės harmonikų lygiai  spektro diagramoje.

Kad išvengti harmonikų neigiamo poveikio, naudojami pasyvūs arba aktyvūs  harmonikų filtrai.

Pasyvus harmonikų filtravimas, kai prie apkrovos prijungiami papildomi reaktyviniai L ir C komponentai t.y. droselių ir kondensatorių kombinacijos.

Kiekvienai harmonikai pritaikoma individuali LC grandinės pakopa.

Taip suformuojama LC grandinių eilė, pagal pageidaujamą filtravimo lygį, iki n-tos nelyginės harmonikos:

3-čia + 5-ta + 7-ta + ... + n-toji.

Aktyvus harmonikų filtravimas, kai į tinklą generuojama priešingos krypties srovė, nei apkrovos generuojamos srovės harmonikos. Tokiu būdu galima kompensuoti didelį harmonikų spektrą su mažesniu kiekiu komponentų, nei įprastiniai pasyvūs filtrai.

Naudojant šiuolaikinius puslaidininkinius prietaisus, aktyvus harmonikų filtras tampa gerokai pranašesnis ir tikslesnis, lyginant su įprastiniu pasyvaus tipo LC filtru.

Principinės schemos pavyzdys, kai naudojami UPS įrenginiai kartu su aktyviu filtru ir filtruojama nesinusinė, stačių frontų formos srovė.

Šį principą naudoja aktyvus  harmonikų filtras CIRCUTOR AFQ-evo arba AFQm. Tai srovės šaltinis, kuris generuoja skirtingo dažnio ir skirtingos amplitudės kompensavimo srovę ir kompensuoja srovės sinusoidės iškraipymus. Pagal nustatytą algoritmą, generuojama priešingo ženklo srovės harmonika, kuri matematiškai eliminuoja apkrovos suformuotą iškraipymą.

Trumpai apibudinant veikimo principą, įrenginys pagal maitinimo šaltinio įtampos sinusoidę, numato menamą tinkamą sinusinę maitinimo srovę IMAIN ir nustato apkrovos srovės ILOAD nukrypimą nuo numatytos sinusoidės  formos. Pagal gautą nukrypimą, generuojama priešingos krypties kompensuojanti filtro srovė IFILTER.

IFILTER = IMAIN - ILOAD

Įrenginyje papildomai įdiegtas rezonansinių harmonikų nustatymo ir slopinimo algoritmas, kuris padeda išvengti nepageidaujamų pereinamųjų procesų, kurie gali sutrikdyti elektroninės įrangos darbą, arbą ją sugadinti.

Kadangi šis srovės šaltinis gali generuoti skirtingo dažnio ir skirtingos amplitudės kompensavimo srovę, jis gali dirbti, kaip daugiafunkcinis įrenginys ir atlikti keletą žemiau išvardintų funkcijų vienu metu, pagal Jūsų pasirinktą prioritetą:

Įrenginys geba slopinti srovių harmonikas iki 50-tos harmonikos. Yra numatyta harmonikų pasirinkimo galimybė  3...25-tos harmonikų ribose, įrenginio parametrų nustatymuose.

Fazinių srovių disbalanso kompensavimas. Tokiu būdu sumažinami nuostoliai neutralės laidininke.

Reaktyvios  galios kompensavimas, kompensuojant tiek talpinę, tiek induktyviąją dedamąsias kiekvienoje fazėje individualiai.

Matematinis modelis gali būti aprašomas, kai srovės matavimas atliekamas įtampos šaltinio pusėje, arba  vartotojo pusėje.

Tipinė įrenginio jungimo schema, kai srovė matuojama įtampos šaltinio pusėje:

Kad padidinti aktyvaus filtro pajėgumą, galima jungti keletą įrenginių iki 100vnt. lygiagrečiai, iš kurių vienas įrenginys dirba Master, o likę Slave režime.

Aktyvus harmonikų filtras CIRCUTOR AFQ-evo arba AFQm gali būti integruotas į vartotojo tinklą, kaip papildomas įrenginys, kur jau yra instaliuotas tradicinis pasyvus talpinis ar indukcinis kompensavimas bei instaliuotas pasyvus harmonikų filtravimas. Šiuo atveju, pasyvus talpinis kompensavimas privalo turėti papildomus >=5-os harmonikų filtrus.

Į įrenginį integruota WEB SERVER funkcija, leidžianti kontroliuoti įrenginio darbą ir tinklo parametrus distanciniu būdu. Įrenginys turi vidinę atmintį ir DATALOGGER funkciją įvykių registracijai.

Pagrindinio meniu ataskaitų pavyzdžiai:

Darbo režimų pasirinkimo meniu:

Galimybė užduoti aukštesnį prioritetą reaktyviosios dedamosios kompensavimui ir fazių balansavimui prieš harmonikų filtravimą, pažymėjus punktą Priority:

Galimybė aktyvuoti arba išjungti dalį nelyginių harmonikų:

Įrangos video-prezentacija:

https://www.youtube.com/watch?v=sNj_Ooa7kL8

Prezentacija pdf:

http://docs.circutor.com/docs/KN_AFQevo_EN.pdf 

Vartotojo instrukcija:

http://docs.circutor.com/docs/M102B01-03.pdf