Hybrydowy filtr harmonicznych z kompensacją mocy biernej w wykonaniu ognioszczelnym

Wyczyść
UDOSTĘPNIJ

Hybrydowy filtr harmonicznych z kompensacją mocy biernej w wykonaniu ognioszczelnym

Hybrydowy filtr harmonicznych z kompensacją mocy biernej w wykonaniu ognioszczelnym jest rozwiązaniem innowacyjnym na rynku. Powstało w ramach projektu dofinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju  przy współpracy z naukowcami Politechniki Śląskiej.

Problemy jakość energii elektrycznej

Ze względu na dynamiczny wzrost liczby odbiorników nieliniowych, zaobserwować można pogarszanie się jakości energii elektrycznej.

Problemy jakość energii elektrycznej szczególnie zauważalne są w:

  • miejscach o dużych skupieniach nieliniowych instalacji i urządzeń dużych mocy (zakłady przemysłowe);
  • kumulację w jednym punkcie (transformatorze SN/nN) ogromnej ilości rozproszonych odbiorników komunalnych (oświetlenie, sprzęt elektronicznych). Odbiorniki te charakteryzują się niewielką mocą jednostkową ale ich ilość sprawia, że zaczynają wpływać na inne urządzenia zasilane z tego same transformatora lub stacji transformatorowej.

Duża ilość odbiorników nieliniowych, powoduje dodatkowo pogorszenie współczynnika mocy. Odbiorniki nieliniowe zazwyczaj charakteryzują się poborem dużej ilości mocy biernej pojemnościowej, co stwarza ryzyko przekompensowania sieci (dodatkowe opłaty za moc bierną pojemnościową).

Te dwa niekorzystne zjawiska (wyższe harmoniczne oraz moc bierna) są powodem wzrostu strat w systemie elektroenergetycznym, czyli również pogorszeniem współczynnika mocy systemu.

Schemat blokowy zasady działania hybrydowego filtra harmonicznych z kompensatorem mocy biernej.
Schemat blokowy zasady działania hybrydowego filtra harmonicznych z kompensatorem mocy biernej.

Hybrydowy filtr harmonicznych wysoce odporny na warunki środowiskowe

Filtr wyższych harmonicznych firmy OPA S.A., powstał we współpracy z Politechniką Śląską w ramach wspólnego projektu dofinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Opracowane w ramach projektu pt. „Rozproszony system poprawy jakości energii elektrycznej” hybrydowe filtry wyższych harmonicznych z kompensacją mocy biernej dla instalacji o napięciu:

  • 230/400V;
  • 500V;
  • 1000V

cechują się bardzo wysoką sprawnością i niezawodnością w pracy.

Istotnym aspektem innowacyjności proponowanego filtru wyższych harmonicznych jest wykorzystanie topologii hybrydowej.

Zastosowanie w hybrydowym filtrze kompensatorów mocy biernej prowadzi do wymiernych efektów technicznych i ekonomicznych poprzez:

  • poprawę warunków pracy urządzeń;
  • mniejsze obciążenie układów zasilających;
  • obniżenie strat oraz stabilność i bezpieczeństwo sieci zasilających;
  • obniżenie rachunków za energię oraz uniknięcie dodatkowych opłat związanych z poborem mocy biernej.

Masz pytania?

Zadzwoń do nas!

Napisz do nas!

Zadzwoń do nas! Napisz do nas!

Kompensacja mocy biernej

Hybrydowy filtr wyższych harmonicznych ma możliwość kompensacji:

  • mocy biernej pojemnościowej;
    oraz
  • mocy biernej indukcyjnej.

Rozwiązanie takie ma znaczącą przewagę nad tradycyjnymi kompensatorami mocy biernej, które zazwyczaj kompensują tylko niedobory mocy biernej pojemnościowej.

W przypadku nadwyżek mocy biernej pojemnościowej hybrydowy filtr harmonicznych kompensuje moc bierną dzięki zabudowanemu dławikowi.

Zasada działania kompensatora mocy biernej

Odbiorcy energii elektrycznej, którzy są rozliczani z mocy biernej, powinni utrzymywać tangens mocy na przyłączu w granicach od 0 do 0,4.

Prawidłowy tangens mocy

Na rysunku widzimy sytuację, w której tangens mocy równy jest 0,4. W sytuacji tej, odbiorca energii nie ponosi dodatkowych opłat za moc bierną.

Gdy tangens mocy utrzymywany jest w granicach od 0 do 0,4 to odbiorca energii nie ponosi dodatkowych opłat za moc bierną.
Gdy tangens mocy utrzymywany jest w granicach od 0 do 0,4 to odbiorca energii nie ponosi dodatkowych opłat za moc bierną.

Zbyt duży pobór mocy biernej indukcyjnej

Na rysunku poniżej widzimy sytuację, w której odbiorca energii pobiera zbyt dużą ilość mocy o charakterze indukcyjnym. Może to mieć miejsce, przy pracujących nieobciążonych silnikach lub zbyt dużej ilości oświetlenia z lampami wyładowczymi.

Gdy tangens mocy przekracza wartość 0,4 to odbiorca energii ponosi dodatkową opłatę za moc bierną indukcyjną.
Gdy tangens mocy przekracza wartość 0,4 to odbiorca energii ponosi dodatkową opłatę za moc bierną indukcyjną.

Aby poprawić powyższą sytuację, należy zabudować kompensator mocy biernej, który dołączy obciążenie o charakterze pojemnościowym (baterie kondensatorów) i skompensuje moc bierną indukcyjną. Sytuację taką przedstawiono na rysunku poniżej.

Kompensator energii zmniejsza wartość mocy biernej indukcyjnej poprzez dołączenie kondensatorów o odpowiedniej mocy. Dzięki temu unikamy opłaty za moc bierną indukcyjną.
Kompensator energii zmniejsza wartość mocy biernej indukcyjnej poprzez dołączenie kondensatorów o odpowiedniej mocy. Dzięki temu unikamy opłaty za moc bierną indukcyjną.

Zbyt duży pobór mocy biernej pojemnościowej

Na rysunku poniżej widzimy sytuację, w której odbiorca energii pobiera zbyt dużą ilość mocy o charakterze pojemnościowym. Z tego tytułu odbiorca ponosi opłaty za moc bierną pojemnościową.

Gdy tangens mocy jest mniejszy 0 to odbiorca energii ponosi dodatkową opłatę za moc bierną pojemnościową.
Gdy tangens mocy jest mniejszy 0 to odbiorca energii ponosi dodatkową opłatę za moc bierną pojemnościową.

Aby poprawić powyższą sytuację, należy zabudować kompensator mocy biernej, który dołączy obciążenie o charakterze indukcyjnym (dławiki) i skompensuje moc bierną pojemnościową. Sytuację taką przedstawiono na rysunku poniżej.

Kompensator energii zmniejsza wartość mocy biernej pojemnościowej poprzez dołączenie dławika o odpowiedniej mocy. Dzięki temu unikamy opłaty za moc bierną pojemnościową.
Kompensator energii zmniejsza wartość mocy biernej pojemnościowej poprzez dołączenie dławika o odpowiedniej mocy. Dzięki temu unikamy opłaty za moc bierną pojemnościową.

Wyniki badań

Dla opracowanych hybrydowych filtrów przeprowadzono badania w warunkach rzeczywistych, które potwierdziły osiągnięcie założonych efektów końcowych tj. uzyskanie współczynnika THDi prądu poniżej 4% przy typowych odbiornikach przemysłowych dla których THDi = 35%.

Przebiegi prądów sieci i odbiornika oraz generowanego napięcia przekształtnika.
Przebiegi prądów sieci i odbiornika oraz generowanego napięcia przekształtnika.
Widmo harmonicznych prądu sieci i prądu odbiornika.
Widmo harmonicznych prądu sieci i prądu odbiornika.

Hybrydowe filtry wyższych harmonicznych z kompensacją mocy biernej charakteryzują się bardzo niskimi stratami mocy. Dzięki wysokiej sprawności i niskim stratom, wyprodukowano wersję hybrydowego filtr harmonicznych zamkniętą w obudowie ognioszczelnej – dzięki temu filtr można stosować w najcięższych warunkach przemysłowych.

Starty mocy przekształtnika względem prądu wyjściowego.
Starty mocy przekształtnika względem prądu wyjściowego.

Przykładowe wyniki końcowe dla układu o napięciu znamionowym 1000 V (I=30A, S=52 kVA) pokazano na rysunkach poniżej. Sprawność energetyczna w odniesieniu do mocy pozornej filtru wynosiła tutaj ponad 98%. Dla 400 V I=75A S= 51 kVA.

Całkowite straty mocy względem prądu wyjściowego.
Całkowite straty mocy względem prądu wyjściowego.

Dobór hybrydowego filtra harmonicznych z kompensacją mocy biernej

Dobór wartości znamionowych hybrydowego filtra wyższych harmonicznych i kompensatora mocy biernej, odbywa się w dedykowanym do tego programie, który został stworzony w ramach projektu.

Oprogramowanie pozwala na optymalny dobór urządzeń kompensujących i filtrujących do wymagań sieci zakładowej klienta.

W ramach projektu naukowcy z Politechniki Śląskiej opracowali modele wybranych elementów systemów zasilania algorytmów pozwalających na analizę systemu i jego optymalizację.

Dobór hybrydowego filtra wyższych harmonicznych z kompensacją mocy biernej.
Dobór hybrydowego filtra wyższych harmonicznych z kompensacją mocy biernej.

Zadzwoń do nas!

Napisz do nas!

Zadzwoń do nas! Napisz do nas!

Skontaktuj się z nami poprzez formularz:

    Waga 0.06 kg
    Wymiary 16.5 × 4 × 2 cm
    Napięcie znamionowe:

    230/400V, 500V, 1000V

    Może spodoba się również…

    KOSZYK 0

    ZALOGUJ SIĘ
    Lista życzeń

    Lista życzeń

    Zaloguj sie

    Utwórz konto

    Twoje dane osobowe zostaną użyte do obsługi twojej wizyty na naszej stronie, zarządzania dostępem do twojego konta i dla innych celów o których mówi nasza polityka prywatności.

    Odzyskiwanie hasła

    Zgubiłeś hasło? Wprowadź swoją nazwę użytkownika lub adres e-mail. Otrzymasz link do utworzenia nowego hasła e-mailem.

    Dodano do listy życzeń!