Активные фильтры гармоник серии PQSine от TDK для защиты от нелинейных искажений в сетях электропитания

Компания TDK представляет серию активных фильтров гармоник EPCOS PQSine^TM, которые являются превосходным решением в области улучшения качества электропитания.

Увеличивающаяся в последние годы тенденция широкого внедрения преобразователей частоты, промышленных выпрямителей, источников бесперебойного питания, тиристорных регуляторов, импульсных источников питания в самые разные отрасли промышленности, являющихся для электросети нелинейными потребителями, заставляет уделять большое внимание вопросам, связанным с гармоническими искажениями сетевого напряжения питания.

Проходящие по сети гармоники ухудшают качество электроэнергии и являются причиной многочисленных отрицательных эффектов:

• Перегрузка, вибрация и старение генераторов, трансформаторов, двигателей
• Перегрузка и старение косинусных конденсаторов, компенсирующих реактивную мощность
• Искажение напряжения питания, что может создать помехи для чувствительных потребителей
• Перегрузка нулевых рабочих проводников из-за суммирования гармоник 3-го порядка, создаваемых однофазными нагрузками
• Возмущения в сетях передачи данных и телефонных линиях
• Резонансные явления на частотах высших гармоник

Все перечисленные отрицательные эффекты, в конечном счете, приводят к следующим негативным результатам:

• Преждевременное старение оборудования приводит к снижению его срока службы и необходимости его более ранней замены
• Перегрузки в сети вынуждают увеличивать заявленную мощность и приводят к дополнительным потерям или же к необходимости завышения параметров установки (нерациональное использование мощностей)
• Гармонические искажения тока вызывают ложные срабатывания устройств релейной защиты и остановку производственного оборудования

Таким образом, нелинейные искажения приводят к дополнительным экономическим затратам, вызванным частой сменой оборудования, неэффективным использованием энергии и уменьшением производительности предприятия, что в итоге приводит как минимум к снижению конкурентоспособности предприятия, а как максимум может привести к аварийным ситуациям с большими экономическими потерями. В современной истории России уже есть примеры очень крупных аварий в энергосистеме, которые были обусловлены отсутствием должного контроля за качеством электроэнергии.

Существуют различные способы снижения гармонических искажений с использованием фильтрующих устройств. Простейшими решениями проблемы гармонических искажений, генерируемых нелинейной нагрузкой в электросеть, являются: последовательное включение с нагрузкой линейных дросселей переменного тока, применение дросселей постоянного тока в преобразователях частоты, применение пассивных LC-фильтров, настроенных на определенную частоту гармоник. Эти решения способны обеспечить лишь неполную фильтрацию гармонических искажений и имеют ряд недостатков. Все эти фильтрующие устройства рассчитываются под строго заданные параметры электросети, которые, в ряде случаев, не могут быть обеспеченны поставщиком электроэнергии (плохое качество электроэнергии из-за различных причин: старая электроподстанция с изношенным оборудованием, большое количество клиентов с нелинейной нагрузкой). При применении пассивных фильтров для каждой конкретной гармоники должна быть спроектирована LC-цепочка, следовательно, если в сети электропитания изменяется гармонический состав токов и напряжений, т.е. появляются новые нелинейные гармоники, на которые не был рассчитан фильтр, то эффективность таких фильтров резко снижается. Также стоит отметить, что пассивные фильтры не защищены от перегрузок.

Активные фильтры лишены этих недостатков. Активные фильтры представляют собой электронное устройство, которое в ответ на появление в сети гармонических искажений, генерирует соответствующий компенсационный ток, находящийся в противофазе с током, протекающим в сети. Тем самым результирующая форма тока в сети остается максимально приближенной к синусоидальной форме.

Активные фильтры гармоник серии PQSine^TM имеют модульную систему построения и  предназначены для 3-фазных сетей как с нейтралью, так и без нейтрали с напряжениями от 200 В до 480 В переменного тока и с частотами 50/60 Гц. Эти активные фильтры гармоник в состоянии анализировать и нейтрализовать гармоники вплоть до 50-го порядка. В серии активных фильтров EPCOS PQSine^TM максимальный номинальный ток достигает 600 А с шагом 60 А в зависимости от варианта построения.
Цифровая часть PQSine активного фильтра подавления гармоник представляет собой 32-разрядный цифровой сигнальный процессор. Обладая временем реакции всего 21 мкс, активный фильтр PQSine является одним из лучших в своем классе. Разработанный для PQSine фильтров новый алгоритм обработки («selective drive control (SDC)») превосходит по скорости обычные алгоритмы, основанные на быстром преобразовании Фурье. В отличие от классической коррекции коэффициента мощности, при котором корректируются только индуктивные нагрузки, PQSine фильтры также компенсируют емкостную реактивную нагрузку. В дополнение к фильтрации PQSine активные фильтры гармоник обеспечивают баланс нагрузок по каждой фазе. Версии фильтров для 3-фазных сетей с нейтралью дополнительно могут корректировать токи нейтрали. 7-дюймовый или 12,1-дюймовый цветной сенсорный экран представляет собой удобный интерфейс для настройки параметров и мониторинга работы системы.

В зависимости от требований, EPCOS предлагает системы активной фильтрации с различными вариантами монтажа:

• Система активных фильтров для монтажа на пол, в виде промышленного шкафа (до 300 А)
• Система активных фильтров для монтажа на стену, в виде настенной панели (до 120 А)
• Модуль активного фильтра (60 А)

Основные параметры:

• Фильтрация гармоник тока вплоть до 50-го порядка
• Динамическая компенсация реактивной мощности
• Балансировка нагрузки по всем фазам
• Компенсация фликера
• Эффективность фильтрации более 97 %
• Модульная система построения фильтров допускает расширение от 60 А до 600 А
• По быстродействию не имеют аналогов на рынке
• Защита от перегрузки

Сферы применения:

• Железнодорожный транспорт
• Нефтяная, газовая и добывающая промышленность
• Металлургическая промышленность
• Химическая промышленность
• Электрические сварочные системы
• Системы бесперебойного питания
• Центры обработки и хранения данных
• Офисные здания и торговые центр (подавление 3-ей гармоники и разгрузка нейтрали)

400 В Системы активных фильтров гармоник EPCOS PQSine серии 3P4W

400 В Системы активных фильтров гармоник EPCOS PQSine серии 3P3W

В состав каждой системы активных фильтров гармоник EPCOS PQSine серии 3P3W и 3P4W входят 7" TFT цветной сенсорный дисплей и блок для подключения внешних датчиков. Внешние трансформаторы тока не включены в комплект.

400 В Модули активных фильтров гармоник EPCOS PQSine

Применение нескольких модулей активных фильтров гармоник EPCOS PQSine в одном шкафу позволяет создать систему активных фильтров гармоник с номинальным током фильтрации до 300 А. Систему с максимальным номинальным током фильтрации до 600 А можно получить, используя два шкафа по 300 А.

Компания TDK готовит расширение существующей линейнки активных фильтров под электросети с номинальными напряжениями 480 В, 600 В и 690 В, дополнительная информация по этим фильтрам предоставляется по запросу.

Модули активных фильтров гармоник EPCOS PQO^TM серии

Дополнительная техническая информация доступна по ссылке.

Получить более подробную информацию по продукции TDK-Epcos и заказать бесплатные образцы вы можете, обратившись:

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Телефон: (343) 372-92-30

Задать вопрос техподдержке вы можете на нашем форуме.