Dziś jest wtorek, 15 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8958 -0.48% 1EUR 4.2969 -0.3% 1GBP 4.8998 +0.14%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
17 październik 2019
72 edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu 
więcej
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
22 grudzień 2009.

Filtry wyższych harmonicznych

Filtry wyższych harmonicznych

Gwałtowny wzrost odbiorników elektronicznych i urządzeń energoelektronicznych spowodował nasilenie poważnych problemów związanych z obecnością i zwiększającym się poziomem wyższych harmonicznych w sieci.
Podstawowym powodem odkształcenia krzywej napięcia jest pobór niesinusoidalnych prądów przez odbiorniki nieliniowe, co powoduje spadki napięć o kształcie zbliżonym do pobieranego prądu a także indukowanie niesinusoidalnych sił elektromotorycznych w urządzeniach indukcyjnych ( silniki , transformatory, dławiki).

 
Zdjęcie 1. Straty od wyższych harmonicznych w transformatorze.

 Kształt krzywej napięcia powinien być jak najbardziej zbliżony do sinusoidy, tzn. nie powinien zawierać wyższych harmonicznych. Praktyka jednak pokazuje że bardzo rzadko mamy do czynienia z "czystą sinusoidą" i mniejszy lub większy procent odkształceń zawsze występuje. W naszym przypadku najczęściej monitorujemy taką sieć za pomocą systemu nadzoru i monitorowania strat energii z rodziny IC-View. Danych do systemu dostarczają wysokiej klasy mierniki i analizatory sieci takie jak PM 130 EH i PM 175.


Zdjęcie 2. Analizator jakości energii PM 175.

Do niedawna głównym kryterium zastosowania pasywnych lub aktywnych filtrów wyższych harmonicznych było nieprawidłowe funkcjonowanie układu zasilania , częste awarie maszyn i urządzeń.
Od pewnego czasu obserwujemy jednak wzrost zainteresowania obniżeniem kosztów energii towarzyszącemu poprawie jej jakości. Ciągła rejestracja parametrów sieci związanych m.in. z  jakością oraz przede wszystkim z kosztami energii sprzyja znaczącym oszczędnościom.


Zdjęcie 3. System nadzoru sieci i jakości energii IC-View.

Pewne proste środki ograniczające propagację wyższych harmonicznych w sieci można wprowadzić już na etapie projektowania instalacji elektrycznej, są to m.in.:

- przyłączanie odbiorników zakłócających jak najbliżej źródła gdyż poziom wyższych harmonicznych wzrasta wraz ze zmniejszeniem się mocy zwarciowej, 
- grupowanie odbiorników zakłócających do wspólnych sekcji,
- separacja źródła zasilania (zasilanie odbiorników zakłócających z oddzielnego transformatora),
- zastosowanie specjalnych transformatorów ( k-factor) ,
- instalowanie dławików stromościowych w falownikach i napędach DC,
- wybór odpowiedniego dla rodzaju urządzeń układu sieci,
- zastosowanie systemu monitorowania strat energii IC-View,

Często jednak dopiero podczas eksploatacji zaczynają pojawiać się problemy z siecią zasilającą i z odbiornikami pracującymi w tej sieci. Wówczas w celu eliminacji wyższych harmonicznych należy zastosować odpowiednie filtry. Ich projekt i realizacja poprzedzona jest badaniami na obiekcie , obliczeniami i symulacjami różnych rozwiązań, bowiem oprócz skuteczności działania dużą uwagę przywiązujemy do bezpieczeństwa pracy filtrów.


Zdjęcie 4. Filtr wyższych harmonicznych AFWH - IC.

Urządzenia te ( np. filtry AFWH-IC ) zwykle obniżają poziom wyższych harmonicznych prądu, przez co wpływ odbiornika zakłócającego na sieć jest minimalny.

Przykładowo zastosowanie filtra hybrydowego ( HFWH-IC ) w odlewni metali kolorowych przyniosło efekty w postaci zmniejszenia strat w transformatorze zasilającym 3,2MVA o około 65 %.
Dodatkowo straty energii czynnej w silnikach o mocach około 200 kW zmniejszyły się o kilkanaście procent w stosunku do zasilania napięciem odkształconym.
Pomiar strat każdego z zakłócających odbiorników za pomocą analizatorów sieci serii PM 130 i PM 175  umożliwia bieżącą ocenę skuteczności filtracji harmonicznych.


Zdjęcie 5. Odbiornik dla którego pracuje filtr wyższych harmonicznych AFWH - IC.

Straty energii związane z wyższymi harmonicznymi nie są domeną jedynie urządzeń indukcyjnych -jednak w ich przypadku najłatwiej je oszacować bądź zmierzyć.

Dane z systemu nadzoru IC-View pozwalają na ciągłą kontrolę strat także w innych odpływach i sekcjach z których zasilane są urządzenia inne niż indukcyjne. Ważną zaletą systemu jest możliwość raportowania wzrostu strat oraz innych niebezpiecznych stanów w monitorowanej sieci.


Zdjęcie 6. Przykładowy panel operatorski systemu nadzoru strat mocy czynnej i jakości energii IC-View.

Osiągnięte korzyści finansowe we wszystkich badanych przypadkach potwierdziły słuszność decyzji o wyborze filtra wyższych harmonicznych typu AFWH-IC do kompensacji mocy odkształceń. Wyniki badań zamontowanych urządzeń ( aktywnych , pasywnych lub hybrydowych filtrów wyższych harmonicznych firmy Inter-Consulting) wskazują na kilkukrotny spadek współczynnika k-factor odpowiedzialnego za wzrost strat spowodowanych przez wyższe harmoniczne w transformatorach.

Układy filtrów hybrydowych (HFWH-IC) stosujemy też z powodzeniem do nadążnej kompensacji mocy biernej oraz mocy odkształcenia odbiorników o szybkich zmianach obciążenia. Należą do nich głównie spawarki, zgrzewarki, piece łukowe itp., a także dużych napędów DC stosowanych w walcowniach metali , w kopalniach ( maszyny wyciągowe )


Zdjęcie 7. Kompensator oparty na hybrydowym filtrze wyższych harmonicznych dla zestawu kilkudziesięciu zgrzewarek dużej mocy.

Kompensacja mocy biernej za pomocą filtrów hybrydowych HFWH-IC pozwala dodatkowo obniżyć wahania napięcia w sieci , co skutkuje znaczną poprawą jakości zasilania wyrażoną zmniejszonymi współczynnikami PST i PLT potocznie zwanymi flickerami. Obniża to negatywny wpływ zakłócającego odbiorcy na sieć, dodatkowo poprawiając jakość produkowanych elementów i minimalizując straty także w tym aspekcie.

Wydział Elektroenergetyki firmy Inter-Consulting od kilkunastu lat buduje systemy służące do poprawy jakości energii i obniżenia jej kosztów. Warto skorzystać z naszych doświadczeń sprawdzonych w licznych aplikacjach.

Tomasz Biernacik

Źródło: Inter-Consulting
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl