1. רקע הפרויקט

עם השימוש הגובר בממירים, מערכות תאורת LED, כונני תדר משתנה (VFDs), מערכות UPS וציוד אלקטרוני חשמלי אחר בתוך פארקים תעשייתיים ומתקנים מסחריים, זיהום הרמוני ברשת חלוקת החשמל נעשה חמור יותר ויותר.

 

בדיקות של חברת החשמל גילו כי רמות העיוות ההרמוני במספר חדרי חלוקת חשמל חרגו מהמגבלות המותרות שנקבעו על ידי מערכות מדידת אנרגיה חשמלית. כדי לשפר את איכות החשמל ולהבטיח תפעול בטוח של המערכת, הותקן ארון מסנן כוח אקטיבי (APF) לדיכוי הרמוני ופיצוי הספק תגובתי.

 

2. הבנת הרמוניות במערכות חשמל

2.1 גלים והרמוניות בסיסיות

במערכות חשמל סטנדרטיות, התדר הבסיסי של מתח וזרם בסין הוא 50Hz. עם זאת, רוב העומסים החשמליים המודרניים הם עומסים לא-לינארים, כגון:

• ממירי תדרים
• ממירים
• דרייברים לד
• מערכות UPS
• ציוד לטעינת סוללה
• מכשירי אוטומציה תעשייתיים

 

התקנים אלה מייצרים רכיבי זרם ומתח עם תדרים שהם כפולות שלמים של התדר הבסיסי (לדוגמה, 150Hz, 250Hz ו-350Hz). רכיבי תדר לא רצויים אלו ידועים בתור הרמוניות.

הרמוניות מעוותות את צורת הגל הסינוסואידאלית הסטנדרטית של מערכת החשמל ומשפיעות לרעה על איכות ההספק הכוללת.

 

 

2.2 סכנות של הרמוניות

הרמוניות מוגזמות עלולות לגרום לבעיות חמורות במערכות חשמל, כולל:

• אובדן חשמל מוגבר בכבלים ובשנאים
• התחממות יתר של ציוד חשמלי
• הזדקנות מואצת של בידוד
• חיי שירות מופחתים של קבלים ומנועים
• תקלה של מכשירים אלקטרוניים רגישים
• גורם כוח מופחת
• צריכת אנרגיה גבוהה יותר
• מעידה כוזבת של התקני הגנה
• פעולה-לטווח ארוך בתנאים הרמוניים קשים עלולה להוביל לנזק קבוע לציוד החשמלי ולירידה באמינות המערכת.

 

לפי התקן הלאומיGB/T 14549-1993 - איכות חשמל: הרמוניות ברשת החשמל הציבורית, מגבלות העיוות ההרמוני הכולל (THD) המותרות בסין הן:

0.38kV מערכת מתח נמוך-:THD פחות או שווה ל-5.0%

מערכת מתח בינונית 6kV–10kV-:THD פחות או שווה ל-4.0%

 

3. ארון מסנן כוח פעיל (APF).

3.1 ההבדל בין מסנני כוח אקטיביים לפסיביים

מסנן כוח פעיל (APF)

מסנן כוח אקטיבי משתמש בהתקני מוליכים למחצה וטכנולוגיית בקרה חכמה כדי לנטר הרמוניות בזמן אמת. הוא יוצר אוטומטית זרמי פיצוי הפוך כדי לבטל באופן דינמי זרמים הרמוניים ברשת החשמל.

בהשוואה לשיטות סינון מסורתיות, מערכות APF מציעות:

• פיצוי הרמוני בזמן אמת-
• תגובה דינמית
• התאמה אוטומטית
• יכולת דיכוי רב-הרמונית
• תמיכה בפיצוי הספק תגובתי

 

מסנן כוח פסיבי

מסנן כוח פסיבי מורכב בעיקר מקבלים, כורים ומעגלי מסנן LC, בדומה לארונות קונבנציונליים לפיצוי הספק תגובתי.

מסנני הספק פסיביים יכולים לדכא רק הרמוניות של תדרים ספציפיים ויש להם מספר מגבלות:

• מאפייני פיצוי קבועים
• סיכון של תהודה
• טווח סינון מוגבל
• יכולת הסתגלות לקויה לתנאי עומס משתנים

 

לכן, ארונות APF מועדפים באופן נרחב במערכות ניהול איכות חשמל מודרניות.

 

3.2 תכונות פונקציונליות של ארון APF

טווח סינון הרמוני רחב

• מדכא ביעילות הרמוניות מהסדר ה-2 עד ה-61
• מטרות סינון הרמוניות מתכווננות
• תומך באסטרטגיות פיצוי הרמוני מותאמות אישית

 

פיצוי חכם-בזמן אמת

• עוקב באופן דינמי אחר שינויי עומס
• מוציא אוטומטית זרם פיצוי הפוך
• שומר על איכות חשמל יציבה ברציפות

 

ממשק תקשורת RS485

• תומך בניטור והעברת נתונים מרחוק
• תואם למערכות ניהול חשמל חכמות
• נוח לתפעול ותחזוקה מרכזיים

 

פונקציית פיצוי כוח תגובתי

• מבצע סינון הרמוני באופן עצמאי מבלי לגרום לפיצוי על-הספק תגובתי
• מנצל את הקיבולת שנותרה לפיצוי הספק תגובתי
• משפר את גורם הכוח של המערכת באמצעות סינון דינמי

 

אימפרובingאיכות חשמל ואמינות המערכת

• מפחית את התחממות יתר של הציוד
• מאריך את חיי השירות של מכשירים חשמליים
• מוריד את הפסדי הקו ואת צריכת האנרגיה
• משפר את בטיחות חלוקת החשמל הכוללת

 

מַסְקָנָה

ככל שזיהום הרמוני הופך נפוץ יותר ויותר במערכות חשמל תעשייתיות ומסחריות מודרניות, ארונות מסנן כוח אקטיבי (APF) הפכו לפתרון חיוני לדיכוי הרמוני ושיפור איכות ההספק.

 

בהשוואה למסננים פסיביים מסורתיים, מערכות APF מספקות טווחי סינון הרמוניים רחבים יותר, מהירויות תגובה מהירות יותר, פיצוי חכם ופונקציות משולבות של פיצוי הספק תגובתי, מה שהופך אותן לאידיאליות עבור:

• מפעלי תעשייה
• מבנים מסחריים
• מרכזי נתונים
• בתי חולים
• מתקני ייצור חכמים
• מערכות אנרגיה מתחדשת

 

על ידי צמצום יעיל של עיוות הרמוני ושיפור גורם ההספק, ארונות APF מסייעים להבטיח פעולה בטוחה יותר, יציבה יותר ויעילה יותר באנרגיה-תפעול מערכת החשמל