1. Problémy způsobené nelineárními zátěžemi bez aktivního filtru harmonických (APF)

1. Zkreslení napěťových a proudových průběhů ve spotřební síti, odchylka od standardních sinusových vln
2. Vznik nadměrných ztrátových tepel v transformátorech, kabelech a motorech, zkrácení životnosti zařízení
3. Vyvolání chybného chování ochranných relé, PLC a přesných měřicích přístrojů
4. Vznik rezonance s tradičními pasivními LC filtry, zesílení harmonického znečištění
5. Způsobení nízkého účiníku, vznik vysokých poplatků za jalový výkon od dodavatele elektrické energie
6. Způsobení nerovnováhy třífázových proudů, přehřívání a poškození neutrálního vodiče

2. Omezení tradičních pasivních LC filtrů

• Cílí pouze na konkrétní harmonické frekvence, není schopen zvládnout harmonické složky při proměnném zatížení
• Snadno vstupuje do rezonance s impedancí sítě a způsobuje nehodu zesílení harmonických složek
• Objemné, těžké, zabírají velký instalační prostor
• Špatná dynamická odezva, nedokáže sledovat rychle se měnící zkreslení zátěže
• Jedna funkce: filtruje pouze harmonické složky nebo kompenzuje jalový výkon samostatně

3. Jedinečné výhody, které činí APF nepostradatelným

(1) Komplexní řešení všech problémů v jednom zařízení

(2) Vynikající dynamická reálná časová odezva

(3) Žádné riziko rezonance s elektrickou sítí

(4) Široké frekvenční pásmo kompenzace

(5) Stabilní účinek kompenzace při kolísání sítě

(6) Malá zabraná plocha, flexibilní instalace

4. Ekonomické výhody instalace APF

1. Odstranění poplatků za nízký výkonový faktor vybíraných společnostmi dodávajícími elektrickou energii
2. Snížení nadměrné spotřeby energie a tepelných ztrát rozváděčového zařízení, snížení nákladů na elektřinu
3. Prodloužení životnosti transformátorů, motorů a přesných řídicích zařízení, snížení nákladů na údržbu a výměnu
4. Předcházení ztrátám výroby způsobeným výpadkem provozu nebo poškozením zařízení kvůli špatné kvalitě elektrické energie

Případ 1: Výrobní linka pro svařování a povrchové úpravy automobilů

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Závažné zkreslení harmonickými složkami 5., 7. a 11. řádu; celkové zkreslení proudu THDi dosáhlo 70 %
2. Závažná nesymetrie třífázového proudu, přehřívání neutrálního vodiče
3. Časté vypínání PLC, reléové ochrany a poškození kondenzátorových bank
4. Účiník tak nízký jako 0,72, každý měsíc významná penalizace za nízký účiník

Řešení APF

Účinek po provozu

1. Celkový harmonický obsah proudu (THDi) klesl z 70 % na 4,4 %, plně vyhovuje normě IEEE 519
2. Míra nerovnoměrnosti mezi fázemi klesla z 102 % na 6,1 %
3. Výkonový faktor se stabilizoval nad 0,99, poplatky za nízký výkonový faktor byly eliminovány
4. Žádné neočekávané výpadky výrobní linky způsobené rušením kvality elektrické energie

Případ 2: Velký telekomunikační datový centrum

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Masivní akumulace třetí harmonické složky na nulovém vodiči, skryté riziko požáru
2. Harmonická rezonance mezi kondenzátorovými rozvaděči a sítí, zkreslení napětí
3. Časté pády úložišťových serverů a komunikačního zařízení

Řešení APF

Účinek po provozu

1. Proud třetí harmonické složky na nulovém vodiči snížen o více než 90 %
2. Doba odezvy filtru ≤ 5 ms, potlačení harmonických složek 2. až 51. řádu
3. Podpora vzdáleného cloudového monitoringu, odpovídá provozu datového centra bez obsluhy
4. Žádné neplánované restarty serverů po rekonstrukci

Případ 3: Obchodní centrum a komplex

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Smíšené víceřádové harmonické složky od rozptýlených nelineárních zátěží
2. Dodatečné ztráty tepla transformátoru, vysoká spotřeba elektrické energie
3. Nesprávné fungování řídicího systému výtahu, blikání světel

Řešení APF

Účinek po provozu

1. THDi omezeno pod 5 %, průběh napětí je hladká sinusová vlna
2. Teplota transformátoru klesla o 8–12 ℃, roční ztráty elektrické energie se snížily o 7 %
3. Odstranění blikání světel a poruch řídicího systému výtahu

Případ 4: Skupina stanice pro rychlé nabíjení EV

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Okamžitá prudká fluktuace harmonického a jalového proudu při nabíjení/odjezdu vozidel
2. Pokles napětí v síti, harmonické rušení napájení blízkých obydlí
3. Upozornění správy energetiky na úpravu kvality elektrické energie

Řešení APF

Účinek po provozu

1. Dynamické sledování rychle se měnící zátěže při nabíjení v řádu mikrosekund
2. Účiník na straně sítě stále vyšší než 0,98
3. Žádné stížnosti na kvalitu elektrické energie ze strany okolních obyvatel

Případ 5: Průmyslová elektrárna nové energie s fotovoltaickými panely a LNG

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Fotovoltaické invertory injikují do vnitřní tovární sítě vysocefrekvenční harmonické složky
2. Tradiční pasivní LC filtr je náchylný k rezonanci s fotovoltaickým systémem
3. Kvalita napájecího proudu při připojení k síti nesplňuje standard pro připojení k veřejné síti

Řešení APF

Účinek po provozu

1. Zcela eliminuje riziko rezonance mezi filtrem a sítí nových zdrojů energie
2. Splňuje požadavky sítě na obsah harmonických složek a projde schválením energetického úřadu
3. Stabilizuje napětí v provozu během kolísání výkonu fotovoltaického systému

Případ 6: Nemocnice a místnosti pro precizní lékařská zařízení

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Harmonický šum zkresluje lékařská obrazová data
2. Rušení životně důležitého vybavení, potenciální bezpečnostní riziko pro pacienty

Řešení APF

Účinek po provozu

1. Čisté napájení bez elektrického šumu
2. Stabilní signál lékařského obrazu, žádné neobvyklé poplachy zařízení

Případ 7: Hutnický průmysl a továrna na elektrické obloukové pece

Zdroj zatížení

Původní problémy

1. Závažné blikání napětí, velký záporný sériový proud
2. Zrychlené stárnutí transformátoru, vysoké náklady na údržbu

Řešení APF

Účinek po provozu

1. Potlačit blikání a zápornou posloupnost proudů synchronně
2. Prodloužit životnost transformátoru o více než 5 let