Компенсация на реактивна мощност:

Подобряване качеството на електрозахранване и намаляване на хармониците

Обща информация

Нарастващият брой на товарите с нелинеен характер като:

заваръчни устройства,
непрекъснати източници на захранване (UPS),
софт-стартери
и много други

причиняват хармоници в електроенергийната мрежа и по този начин значително се влошава качеството на електроенергията. Серията PQSine ™ на EPCOS е активен филтър за хармоници, който ефективно намалява нежеланите хармонични изкривявания.

С течение наа времето, линейните товари се превръщат в все по-голяма рядкост в промишлени предприятия, офис сгради, центрове за данни или дори частни домакинства. От друга страна пък, нелинейните товари стават все по-често срещани:

честотните преобразуватели в задвижващите системи,
големият брой захранващи устройства, използвани в IT и комуникационните устройства
битовата електроника

Дори технологията за осветление използва предимно нелинейни източници на захранване.

Нелинейните токове водят до поява на хармоници, които причиняват изкривяване (Distortion) на синусоидалното напрежение, което на свой ред може да причини смущения при останалите товари в мрежата. Хармониците се наслагват върху основната честота, т.е. на линейната честота от 50 Hz. Те имат различни амплитуди и могат да се простират в обхвата на високия ( kHz ) диапазон. Хармоничното замърсяване има редица отрицателни ефекти върху качеството на електроенергията, включително:

проблеми при други товари в мрежата, поради лошото качество на електрозахранването;
допълнителено токово натоварване на неутралния проводник, тъй като третият, 9-ият, 15-ият и 21-ият и т.н. хармоник по ток са натрупващи се и водят до недопустимо високи токове;
фазова асиметрия.

Освен това хармониците, предавани чрез информационните или ел. захранващи линии могат сериозно да увредят функциите на чувствителните устройства или дори да ги унищожат. Типични примери включват контролери или сървърни data centers, където данните, повредени от хармоници могат да причинят огромни последващи щети.

Обикновено се правят опити за елиминиране на хармониците директно при самия товар, използвайки пасивни компоненти. Това обаче изисква добре настроена резонансна схема за всяка една хармонична честота, включваща кондензатори и индуктори. Такъв вид решение обаче е практично само ако има ограничен спектър от хармоници.

Активните филтри за хармоници компенсират хармоници

Ние предлагаме елегантно и напълно автоматично решение за много от проблемите, причинени от хармониците - Активните филтри, серия PQSine на EPCOS. Филтърът се свързва към мрежата паралелно на товара, който причинява хармоничното изкривяване. Сърцето на новите активни филтри за погасяване на хармониците е контролер, базиран на 32-битов цифров процесор (DSP) със скорост на вземане на проби (sampling) от 48 kHz. С време за реакция от само 21 μs, PQSine предлага водеща в класа си производителност. Новият алгоритъм за управление на селективния контрол на движението (SDC) е по-бърз от конвенционалните алгоритми, базирани на бърз анализ на трансформацията на Fourier (FFT). Използвайки данните, определени в реално време, PQSine вкарва компенсационен ток в мрежата, което спира нелинейността на тока на товара.

Серията PQSine е предназначена за трифазни мрежи с или без неутрални проводници с напрежение между 200 V AC и 480 V AC при 50/60 Hz. PQSine позволява да се откриват и филтрират хармоници до 50-ия (2500 Hz / 3000 Hz). Новите филтри могат да бъдат на стъпки от 60 А до максимален компенсационен ток от 600А в една филтърна система.

Висока гъвкавост благодарение на модулната структура

Модулната структура на филтъра PQSine предлага огромни предимства. Модулите 60А могат бързо да бъдат подменени. В допълнение, стандартният управляващ шкаф с производителност от 180А може бързо да се разшири с един или два модула от 60A, например до обща мощност до 300 А (5 модула). За целта модулите се вкарват в шкафа с шина, която е проектирана основно за токове до 300А. Контактът не изисква нито завинтване, нито пробиване, тъй като както захранващите връзки, така и контролните кабели имат съединители.

За разлика от конвенционалните комплектни кондензаторни уредби, които могат само да компенсират индуктивните товари, активните филтри PQSine също така може да компенсира капацитивната реактивна мощност. В допълнение към изключителните си възможности за филтриране, активните филтри PQSine също осигуряват балансиране на товарите и за трите фази. Освен това токовете в неутралните проводници се компенсират при използване на 4-проводни устройства. Оптималната надеждност се осигурява чрез серия от системи за самонаблюдение. Най-важните от тях са: