Качество электроэнергии и гармоники
Обзор качества электроэнергии
Качество электроэнергии определяет пригодность электроэнергии для потребительских устройств. Есть три основные причины проблем низкого напряжения и плохого качества электроэнергии:
● Гармоническое загрязнение вызывает дополнительную нагрузку на систему электроснабжения и снижает надежность.
● Реактивная мощность неоправданно нагружает систему электроснабжения.
● Дисбаланс нагрузки увеличивает ток нейтрали и напряжение нейтрали относительно земли.
Гармоники
Обычно генераторы энергосистемы выдают на своих клеммах чистый синусоидальный сигнал напряжения. Однако большая часть современного электронного оборудования, такого как частотно-регулируемые приводы, ИБП, светодиоды, зарядные устройства для аккумуляторов и другое оборудование, питаемое от импульсного источника питания (SMPS), генерирует несинусоидальный ток, подаваемый в энергосистему, что вызывает электрические гармонические загрязнения.
Реактивная сила
В большинстве случаев реактивная мощность — это мощность, которая необходима магнитному оборудованию, такому как трансформаторы, двигатели и реле, для создания индуктивного намагничивающего потока. В некоторых случаях силовые кабели большой протяженности и некоторые нагрузки генерируют емкостную реактивную мощность. Как индуктивная, так и емкостная реактивная мощность увеличивают полную мощность (кВА), что требует использования трансформаторов большего размера и размера кабеля.
Дисбаланс нагрузки
Любой трехфазный ток можно разделить на положительную, отрицательную и нулевую последовательности. Отрицательная и нулевая последовательности вызывают дисбаланс нагрузки.
Решение CoEpo по обеспечению качества электроэнергии
Решение CoEpo для обеспечения качества электроэнергии состоит из активного фильтра мощности (APF) и статического генератора реактивной мощности (SVG). Оба обеспечивают активное компенсационное решение, основанное на технологии силовой электроники.
По сравнению с традиционными решениями пассивной компенсации, такими как батареи конденсаторов, решение активной компенсации повышает надежность и качество системы распределения электроэнергии.
Принцип APF CoEpo
CoEpo APF подключается параллельно с нелинейными нагрузками и использует один комплект трансформаторов тока (ТТ) для определения тока нагрузки. Он вычисляет ток гармоник каждого порядка с помощью алгоритмов БПФ в своих микросхемах DSP, а затем генерирует компенсирующий ток с той же амплитудой, но с противоположными углами фазы по отношению к обнаруженному гармоническому току, который нейтрализует исходные гармоники нагрузки.
CoEpo APF не только устраняет гармонический ток со стороны нагрузки, но также снижает гармоническое напряжение, вызванное гармоническими токами. Система APF также может улучшить коэффициент мощности (PF) и исправить дисбаланс нагрузки в энергосистеме.
Примечание. CT является важной частью системы APF, и пользователи могут приобрести его самостоятельно, следуя рекомендациям CoEpo по спецификации CT.
Компенсационные показатели CoEpo APF
CoEpo APF может прекрасно смягчать гармонический ток и подавлять гармоническое напряжение, вызванное гармоническим током. Когда емкость APF достаточна и напряжение фоновых гармоник низкое, APF обеспечивает превосходные характеристики компенсации в условиях полной нагрузки, как показано ниже.
● THDu (общее гармоническое искажение напряжения) < 3 %.
● THDi (общее гармоническое искажение тока) < 5 %.
● PF (коэффициент мощности) ≥ 0,99 (улучшает как опережающую, так и запаздывающую мощность)
● Коэффициент затухания нейтрального тока ( )>95% Особенности CoEpo APF
● Многофункциональность: компенсация гармоник, реактивной мощности и дисбаланса.
● Высокая степень фильтрации гармоник: до 98 %.
● Превосходная реактивная компенсация: высокоскоростная, точная (-0,99≤PF≤0,99), бесступенчатая, двунаправленная (емкостная и индуктивная) компенсация.
● Превосходная коррекция дисбаланса: как обратная, так и нулевая последовательность уменьшают нейтральный ток.
● Широкий диапазон входного напряжения и частоты, адаптируется к жестким электрическим условиям.
● Низкие тепловые потери (≤3 % от номинального APF, кВА), КПД ≥ 97 %.
● Высокая стабильность: бесконечное сопротивление сети, позволяет избежать проблем с гармоническим резонансом.
● Гибкое применение: модульная конструкция, встроенная в стандартный или индивидуальный шкаф.
● Простота установки и обслуживания: сменная установка для замены и расширения модуля APF.
● Широкий диапазон мощности: 30–600 А для одного шкафа.
● Адаптивность к окружающей среде: температура -10~50°C, совместимость с дизельным генератором.
● Полная защита: повышенное/пониженное напряжение в сети, перегрузка по току APF, перегрев и т. д. Все неисправности записываются в журнал событий, что удобно для анализа неисправностей.
Принцип CoEpo SVG
Принцип SVG очень похож на принцип Active Power Filter, как показано на рисунке ниже. Когда нагрузка генерирует индуктивный или емкостной ток, ток нагрузки отстает или опережает напряжение. SVG обнаруживает разность фазовых углов и генерирует опережающий или запаздывающий ток в сеть, делая фазовый угол тока почти таким же, как угол напряжения на стороне трансформатора, что означает, что основной коэффициент мощности равен единице.
CoEpo SVG также способен корректировать дисбаланс нагрузки.
Примечание. CT является важной частью системы SVG, и пользователи могут приобрести его самостоятельно, следуя рекомендациям CoEpo по спецификации CT.
Производительность компенсации CoEpo SVG
CoEpo SVG может быстро и непрерывно компенсировать как индуктивную, так и емкостную реактивную мощность, а также корректировать дисбаланс нагрузки. При достаточной мощности SVG обеспечивает превосходное улучшение фундаментального коэффициента мощности.
● Основной коэффициент мощности (Cosφ) ≥ 0,99 (улучшает как опережающую, так и запаздывающую мощность)
Возможности CoEpo SVG
● Многофункциональность: компенсация реактивной мощности и дисбаланса.
● Превосходная реактивная компенсация: высокоскоростная, точная (-0,99≤Cosφ≤0,99), бесступенчатая, двунаправленная (емкостная и индуктивная) компенсация.
● Превосходная коррекция дисбаланса: как обратная, так и нулевая последовательность уменьшают нейтральный ток.
● Широкий диапазон входного напряжения и частоты, адаптируется к жестким электрическим условиям. ● Низкие тепловые потери (≤3 % номинальной мощности SVG), КПД ≥ 97 %.
● Высокая стабильность: бесконечное сопротивление сети, позволяет избежать проблемы гармонического резонанса.
● Гибкое применение: модульная конструкция, встроенная в стандартный или индивидуальный шкаф.
● Простота установки и обслуживания: простая установка для замены и расширения модуля APF.
● Широкий диапазон мощности: 30–500 квар для одного шкафа.
● Адаптивность к окружающей среде: температура -10~50°C, совместимость с дизельными генераторами.
● Полная защита: повышенное/пониженное напряжение сети, перегрузка по току SVG, перегрев и т. д. Все неисправности записываются в журнал событий, что удобно для анализа неисправностей.
Сравнение конденсаторной батареи, SVG и APF
AHF может решать гармоники со 2 по 51, но более 30 очень сложно решить для любой марки. И выше 30-е – это большая редкость.
SVG может решать гармоники со 2 по 13.
он также может разрешать гармоники даже порядка
| Элемент | Банк конденсаторов | SVG | НПФ |
| Гармоническая фильтрация | Недоступен | Устранение гармоник со 2 по 13 (по выбору) | Устранение гармоник со 2 по 50 (по выбору) |
| Компенсация реактивной мощности | Компенсируйте только индуктивную реактивную мощность | Бесступенчатая компенсация как индуктивной, так и емкостной реактивной мощности | Бесступенчатая компенсация как индуктивной, так и емкостной реактивной мощности |
| Коррекция дисбаланса | Недоступен | Доступный | Доступный |
| Скорость отклика | медленный, не может отслеживать динамический реактивный мощность (20 мс~5 с) | быстрый, может отслеживать динамическую реактивную мощность (<0,1 мс) | быстрый, может отслеживать динамические гармонические и реактивные нагрузки (<0,1 мс) |
| Проблема гармонического резонанса | Потенциальный резонанс между конденсатором и трансформатором нарушает стабильность энергосистемы | Технология активной компенсации позволяет избежать гармонического резонанса по принципу | Технология активной компенсации позволяет избежать гармонического резонанса по принципу |
| Выходная способность | Фактическая выходная мощность меньше номинальной | Фактическая выходная мощность такая же, как номинальная мощность | Фактическая выходная мощность такая же, как номинальная мощность |
