1. Проблеми, причинени от нелинейни натоварвания без активен филтър за хармоници (APF)

1. Изкривяване на формата на мрежовото напрежение и ток, отклонение от стандартната синусоидална вълна
2. Допълнителни топлинни загуби в трансформатори, кабели и електродвигатели, намаляване на експлоатационния срок на оборудването
3. Провокиране на неправилна работа на защитни релета, програмируеми логически контролери (PLC) и прецизни уреди
4. Възникване на резонанс с традиционните пасивни LC филтри, усилване на хармоничното замърсяване
5. Ниски стойности на коефициента на мощност, налагане на значителни глоби за реактивна мощност от енергоснабдителната компания
6. Неравномерно разпределение на тока между трите фази, прегряване и изгаряне на неутралния проводник

2. Ограничения на традиционните пасивни LC филтри

• Целева филтрация само на определени хармонични честоти, неспособност да се справи с хармониците при променлива товарна мощност
• Лесно възниква резонанс с импеданса на мрежата, което може да доведе до инцидент с усилване на хармониците
• Громоздки, тежки, заемат голямо монтажно пространство
• Слаба динамична реакция, неспособност да проследява бързо променящите се товарни изкривявания
• Еднофункционални: филтрират хармониците или компенсират реактивната мощност поотделно

3. Уникални предимства, които правят APF незаменим

(1) Комплексно всеобхватно управление

(2) Отлична динамична реалновременна реакция

(3) Няма риск от резонанс с електрическата мрежа

(4) Широк честотен обхват за компенсация

(5) Стабилен компенсиращ ефект при колебания в мрежата

(6) Малка заемана площ, гъвкава инсталация

4. Икономически ползи от инсталирането на APF

1. Елиминира таксите за ниски показатели на коефициент на мощност, налагани от електроснабдителните компании
2. Намаляване на допълнителното енергопотребление и топлинните загуби на разпределителната инсталация, намаляване на електроенергийните разходи
3. Удължаване на експлоатационния срок на трансформаторите, електродвигателите и прецизните системи за управление, намаляване на разходите за поддръжка и замяна
4. Предотвратяване на загуби от спиране на производството, причинени от неправилна работа или изгаряне на оборудването поради лошо качество на електрическата енергия

Случай 1: Производствена линия за заваряване и покриване в автомобилостроенето

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Силно хармонично изкривяване от 5-та, 7-ма и 11-та хармоника; общият хармоничен коефициент на тока (THDi) достигнал 70 %
2. Силно неуравновесяване на трите фази на тока и прегряване на неутралния проводник
3. Чести изключвания на програмируемите логически контролери (PLC), релейната защита и изгаряне на кондензаторните батерии
4. Коефициент на мощност до 0,72, значителни такси за нисък коефициент на мощност всеки месец

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. Общият хармоничен коефициент на тока (THDi) намаля от 70 % до 4,4 %, напълно съответства на стандарт IEEE 519
2. Степента на несиметрия между фазите намаля от 102 % до 6,1 %
3. Коефициентът на мощност се стабилизира над 0,99, таксите за нисък коефициент на мощност са отменени
4. Няма непредвидени спирания на производствената линия поради нарушения в качеството на електроенергията

Случай 2: Голям телекомуникационен център за обработка на данни

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Масивно натрупване на 3-та хармоника в неутралния проводник, скрит риск от пожар
2. Хармонично резонансно явление между кондензаторните клетки и електрическата мрежа, изкривяване на напрежението
3. Чести прекъсвания в работата на сървъри за съхранение и комуникационно оборудване

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. Токът на 3-та хармоника в неутралния проводник намален с повече от 90 %
2. Време на отговор на филтъра ≤ 5 ms, потискане на хармониците от 2-ра до 51-ва редица
3. Поддръжка на дистанционно облачно наблюдение, съвместимост с безперсонален режим на работа на центъра за обработка на данни
4. Нулеви случаи на аномално рестартиране на сървъра след реновация

Случай 3: Търговски търговски център и комплекс

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Смесени многократни хармоници от разпръснати разпределени нелинейни натоварвания
2. Допълнителни топлинни загуби в трансформатора, високо електроенергийно потребление
3. Неправилна работа на системата за управление на асансьора, мигане на осветлението

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. THDi контролиран под 5 %, напрежението има гладка синусоидална форма
2. Температурата на трансформатора намалява с 8–12 ℃, годишните енергийни загуби намаляват с 7 %
3. Елиминира се мигането на осветлението и повредите в системата за управление на асансьора

Случай 4: Кластър от бързи зарядни станции за ЕП

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Мигновени рязки колебания на хармоничния и реактивния ток при зареждане/напускане на превозните средства
2. Падане на мрежовото напрежение, хармонично въздействие върху електроснабдяването на съседните жилищни райони
3. Уведомление от енергийната служба за коригиране на качеството на електроенергията

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. Динамично проследяване на бързо променящата се зарядна натовареност в рамките на микросекунди
2. Коефициентът на мощност от страна на мрежата винаги е над 0,98
3. Липса на оплаквания относно качеството на електроенергията от страна на околните жители

Случай 5: Индустриална инсталация за нова енергия – фотоволтаична и втечнен природен газ (LNG)

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Фотоволтаичните инвертори вкарват високочестотни хармоници във вътрешната мрежа на завода
2. Традиционните пасивни LC филтри лесно резонират с фотоволтаичната система
3. Качеството на мрежовата мощност не отговаря на стандартите за подключване към електрическата мрежа

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. Пълно избягване на риска от резонанс между филтъра и мрежата на новата енергия
2. Изпълнение на изискванията за хармоници при подключване към мрежата, успешно изпитание и одобрение от енергийната служба
3. Стабилизиране на напрежението в завода по време на колебания в производството на енергия от фотоволтаичната инсталация

Случай 6: Болница и помещение за прецизно медицинско оборудване

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Хармоничният шум изкривява медицинските изображения
2. Помехи за оборудването за поддържане на живота, потенциална заплаха за безопасността на пациентите

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. Чисто електрозахранване без електрически шум
2. Стабилен медицински сигнал за изображение, нулеви аномални аларми на оборудването

Случай 7: Металургия и заведение за електродъгови пещи

Източник на натоварване

Първоначални проблеми

1. Силно мигане на напрежението, голям отрицателен последователен ток
2. Ускорено остаряване на трансформаторите, високи разходи за поддръжка

Решение с активен филтър за хармоници (APF)

Ефект след експлоатация

1. Подавя фликъра и отрицателната последователност на тока едновременно
2. Удължава експлоатационния живот на трансформатора с повече от 5 години