Активные фильтры гармоник АФГ

Активный фильтр гармоник АФГ подключается параллельно с нелинейными нагрузками и использует один набор трансформаторов тока (ТТ) для определения тока нагрузки. Он вычисляет гармонический ток каждого порядка с помощью алгоритмов в своих микросхемах, а затем генерирует компенсирующий ток с той же амплитудой, но с противоположным фазовым углом по отношению к обнаруженному гармоническому току, который нейтрализует исходные гармоники нагрузки.

Активные фильтры гармоник АФГ не только устраняют гармоники тока со стороны нагрузки, но также снижают гармоники напряжения, вызванные гармоническими токами. Система AФГ так же может улучшить коэффициент реактивной мощности (косинус фи) и исправить дисбаланс нагрузки в энергосистеме.

Структура активного фильтра гармоник АФГ

Активные фильтры гармоник АФГ имеют модульную конструкцию, в которой используется 3-уровневая инверторная топология с 3 компонентами модульных IGBT и конденсаторов постоянного тока, а готовая система активного фильтра гармоник АФГ состоит из одного или нескольких модулей и 7-дюймового или 10-дюймового дисплея с параметрами и настройками.

Каждый модуль АФГ представляет собой независимую систему фильтрации гармоник, и пользователи могут изменять мощность системы фильтрации гармоник, добавляя или удаляя модули АФГ.

По типу монтажа активные фильтры гармоник АФГ можно разделить на модульные АФГ (для монтажа в стойку) и АФГ для настенного монтажа.

Особенности и преимущества активного фильтра гармоник АФГ

• Многофункциональность: компенсация гармоник, реактивной мощности и дисбаланса
• Диапазон подавления гармоник: 2-й ~ 50-й порядок (выбирается)
• Высокая скорость фильтрации гармоник: до 98%
• Превосходная реактивная компенсация: высокоскоростная, точная (-0,99 ≤ PF ≤ 0,99), бесступенчатая, двунаправленная (емкостная и индуктивная) компенсация
• Превосходная коррекция дисбаланса: как обратная, так и нулевая последовательность уменьшают ток нейтрали
• Широкий диапазон входного напряжения и частоты, адаптация к жестким электрическим условиям
• Низкие тепловые потери (≤ 3% от номинального APF кВА), КПД ≥ 97%
• Высокая стабильность: бесконечное сопротивление сети позволяет избежать проблем гармонического резонанса
• Гибкое применение: модульная конструкция, встроенная в стандартный или индивидуальный шкаф
• Простота установки и обслуживания: установка подключаемого модуля для замены и расширения модуля активного фильтра гармоник АФГ
• Широкий диапазон мощностей: 30~750 А для одного шкафа, до 10 шкафов параллельно
• Приспособляемость к окружающей среде: температура окружающей среды от -10 до 55°C, совместимость с дизельным генератором
• Полная защита: высокое/пониженное напряжение в сети, защита от перегрузки по току, перегрев и многое другое. Все неисправности фиксируются в журнале событий, что удобно для анализа отказов
• Функция отображения формы волны на мониторе: отображение формы входного напряжения, тока сети, тока нагрузки и тока APF
• Отображение гармонического тока - гистограмма на мониторе: гармонический ток сети и гармонический ток нагрузки
• Автоматическую коррекцию реверсирования трансформаторов тока можно настроить на мониторе, обнаружение тока со стороны опорной сети или со стороны нагрузки.

Трансформатор

Экономический эффект от внедрения системы активной фильтрации на предприятии

Предложенная схема АФГ, широко используемая в Европе, устраняет основные причины потерь потребляемой электроэнергии, что значительно экономит средства предприятия и восстанавливает параметры электросети согласно ГОСТУ, и как следствие повышает стабильность и надежность работы всего оборудования, исключение простоев, снижение затрат на сервисное обслуживание и ремонт, что также косвенно приводит к уменьшению финансовых расходов предприятия.

Какие проблемы решаются и что получаем в итоге:

• Применение активного фильтра гармоник АФГ позволяет устранить основную причину повышенного расхода электроэнергии - перекос фаз, который вызывает рост паразитных уравнивающих токов, увеличивая непропорциональную нагрузку (силовой трансформатор) (максимальный перекос фаз около 50% мощности), тем самым увеличивая расход электроэнергии на потребление оборудованием. Также АФГ минимизирует электродинамическое воздействие, обмотках силового трансформатора и в кабельной линии, что увеличивает их срок службы.
• Снижение излишней нагрузки силового трансформатора от реактивного тока позволит снизить расход дизельного топлива при работе от генератора. Применение устройств компенсации реактивной мощности совместно с активным фильтром гармоник в режиме реального времени позволит дополнительно нагрузить его активной нагрузкой, увеличить полезную мощность, а также снизить нагрев и деградацию масла силового трансформатора в летний период. При этом улучшая тангенс угла диэлектрических потерь масла, уменьшаются активные потери.
• Повысить напряжения в нагрузке силового трансформатора, что ведет к снижению токов нагрузки.
• Уменьшить количество и амплитуду миллисекундных провалов и скачков напряжения, тем самым повысить надежность работы микропроцессорных контроллеров технологических линий, а также снизить активные потери на пусковые токи.
• Уменьшение паразитного действия высших гармоник тока и напряжения (в среднем 35% мощности) при резко-переменный характере нагрузки, также оказывает значительный положительный эффект в стабильности работы оборудования.

В итоге ожидаемое приведение качества электроэнергии в соответствие ГОСТУ, от применения комплекса работ с запуском системы активного фильтра гармоник АФГ может дать около 10% экономии и при оплате электроэнергии, при этом срок окупаемости будет не более 2-х лет. В дальнейшем в течение 8 лет при соблюдении правил обслуживания оборудования предприятие будет существенно экономить на оплате электроэнергии и ремонте оборудования.

Руководство по подключению и эксплуатации АФГ

Типы активных фильтров гармоник, доступных для заказа: