1. Проблеми, спричинені нелінійними навантаженнями без АКФ

1. Спотворюють форми напруги та струму в електромережі, відхиляючись від стандартної синусоїдної хвилі
2. Викликають додаткові втрати тепла в трансформаторах, кабелях та двигунах, скорочуючи термін служби обладнання
3. Спричиняють неправильну роботу захисних реле, ПЛК та точних вимірювальних приладів
4. Викликають резонанс із традиційними пасивними LC-фільтрами, посилюючи забруднення гармоніками
5. Призводять до низького коефіцієнта потужності, що спричиняє великі штрафи за реактивну потужність від енергопостачальної організації
6. Спричиняють нерівномірне навантаження фаз, перегрівання та згоряння нейтрального проводу

2. Обмеження традиційних пасивних LC-фільтрів

• Спеціалізовані лише на певних гармонійних частотах, не здатні справлятися з гармоніками змінного навантаження
• Легко вступають у резонанс із імпедансом мережі, що призводить до аварійного підсилення гармонік
• Громіздкі, важкі, займають значне місце для встановлення
• Погана динамічна реакція, не здатні слідувати за швидкозмінними спотвореннями навантаження
• Одна функція: окреме фільтрування гармонік або компенсація реактивної потужності

3. Унікальні переваги, які роблять APF незамінним

(1) Комплексне всебічне керування

(2) Відмінна динамічна реакція в реальному часі

(3) Відсутність ризику резонансу з електромережею

(4) Широкий частотний діапазон компенсації

(5) Стабільна ефективність компенсації при нестабільній мережі

(6) Мала площа встановлення, гнучка інсталяція

4. Економічні переваги встановлення APF

1. Усунення штрафних нарахувань за низький коефіцієнт потужності від енергопостачальних компаній
2. Зменшити надлишкове споживання електроенергії та втрати тепла у розподільному обладнанні, знизити вартість електроенергії
3. Продовжити термін служби трансформаторів, електродвигунів та точного керуючого обладнання, скоротити витрати на технічне обслуговування та заміну
4. Уникнути втрат у виробництві через простої, спричинені неправильною роботою обладнання або його перегоранням через погану якість електроенергії

Кейс 1: Виробнича лінія для зварювання та нанесення покриття автомобілів

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Сильні гармоніки 5-го, 7-го та 11-го порядків; загальний коефіцієнт гармонік струму (THDi) досягав 70 %
2. Сильна несиметрія струмів у трифазній мережі, перегрівання нейтрального проводу
3. Часті відключення ПЛК, реле захисту та перегорання батарей конденсаторів
4. Коефіцієнт потужності до 0,72, щомісячне штрафне нарахування за низький коефіцієнт потужності

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. Загальний коефіцієнт гармонік струму (THDi) знизився з 70 % до 4,4 %, повністю відповідає стандарту IEEE 519
2. Ступінь несиметрії трифазної системи зменшився з 102 % до 6,1 %
3. Коефіцієнт потужності стабілізувався на рівні понад 0,99, штрафні нарахування скасовано
4. Не було неочікуваних зупинок виробничої лінії через перешкоди у якості електроенергії

Випадок 2: великий телекомунікаційний центр обробки даних

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Масове накопичення 3-ї гармоніки на нейтральному проводі, прихований ризик виникнення пожежі
2. Гармонійний резонанс між конденсаторними шафами та мережею, спотворення напруги
3. Часті збої серверів сховищ та засобів зв’язку

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. Струм 3-ї гармоніки в нейтральному проводі зменшено більше ніж на 90 %
2. Час реакції фільтра ≤ 5 мс, подавлення гармонік 2–51-го порядку
3. Підтримка віддаленого хмарного моніторингу, відповідність експлуатації центру обробки даних без обслуговуючого персоналу
4. Нульовий рівень аварійних перезавантажень сервера після модернізації

Кейс 3: Торговельний торговий центр та комплекс

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Змішані багатопорядкові гармоніки від розосереджених розподілених нелінійних навантажень
2. Додаткові теплові втрати трансформатора, високе електроспоживання
3. Помилкове функціонування системи керування ліфтами, мерехтіння світла

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. THDi контролюється на рівні нижче 5 %, форма напруги — гладка синусоїда
2. Температура трансформатора знижується на 8–12 ℃, щорічні втрати електроенергії скорочуються на 7 %
3. Усунення мерехтіння світла та несправностей у системі керування ліфтами

Випадок 4: Кластер станцій швидкого заряджання EV

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Миттєві різкі коливання гармонійних та реактивних струмів під час заряджання/від’їзду транспортних засобів
2. Падіння напруги в мережі, гармонійні перешкоди для електропостачання поблизу житлових будинків
3. Повідомлення від енергетичного відділу щодо корекції якості електроенергії

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. Динамічне слідкування за швидкозмінним навантаженням заряджання протягом мікросекунд
2. Коефіцієнт потужності з боку мережі завжди понад 0,98
3. Жодних скарг щодо якості електроенергії від мешканців навколишніх будинків

Випадок 5: Промисловий завод нової енергетики на основі ФЕС та ПГ

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Інвертори ФЕС вводять високочастотні гармоніки в внутрішню мережу підприємства
2. Традиційні пасивні LC-фільтри легко вступають у резонанс із системою ФЕС
3. Якість електроенергії при підключенні до мережі не відповідає стандартам доступу до електромережі

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. Повністю усуває ризик резонансу між фільтром та мережею нової енергетики
2. Відповідає вимогам щодо гармонік при підключенні до мережі, проходить приймання енергопостачальною організацією
3. Стабілізує напругу на підприємстві під час коливань виробництва електроенергії ФЕС

Випадок 6: Лікарня та приміщення для точного медичного обладнання

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Гармонійний шум спотворює дані медичного зображення
2. Перешкоди для пристроїв підтримки життя, потенційна загроза безпеці пацієнтів

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. Чисте електроживлення без електричних перешкод
2. Стабільний сигнал медичного зображення, відсутність аварійних сповіщень про обладнання

Кейс 7: Металургійне підприємство та завод з електродугових печей

Джерело навантаження

Початкові проблеми

1. Сильне мерехтіння напруги, великий негативний послідовний струм
2. Прискорене старіння трансформаторів, високі витрати на технічне обслуговування

Рішення з активним фільтром гармонік (APF)

Ефект після введення в експлуатацію

1. Одночасне пригнічення мерехтіння та струму зворотної послідовності
2. Продовження терміну служби трансформатора більш ніж на 5 років