Dziś jest piątek, 3 kwiecień 2020 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 4.2396 +1.14% 1EUR 4.5792 +0.05% 1GBP 5.2164 +0.17%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Produkcja w Polsce w kontekście Czwartej Rewolucji Przemysłowej
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
21 kwiecień 2020
Targi Expopower 
więcej
23 kwiecień 2020
Seminarium EX - edycja XIV 
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