1. Projenin Arka Planı

Endüstriyel parklar ve ticari tesislerde invertörlerin, LED aydınlatma sistemlerinin, değişken frekanslı sürücülerin (VFD'ler), UPS sistemlerinin ve diğer güç elektroniği ekipmanlarının kullanımının artmasıyla birlikte, güç dağıtım ağındaki harmonik kirlilik giderek daha ciddi hale geldi.

 

Elektrik tesisatı denetimleri, çeşitli güç dağıtım odalarındaki harmonik bozulma seviyelerinin, elektrik enerjisi ölçüm sistemleri tarafından belirlenen izin verilen sınırları aştığını ortaya çıkardı. Güç kalitesini artırmak ve sistemin güvenli çalışmasını sağlamak amacıyla harmonik bastırma ve reaktif güç kompanzasyonu için Aktif Güç Filtresi (APF) kabini kuruldu.

 

2. Güç Sistemlerinde Harmonikleri Anlamak

2.1 Temel Dalga ve Harmonikler

Standart güç sistemlerinde Çin'deki gerilim ve akımın temel frekansı 50Hz'dir. Ancak modern elektrik yüklerinin çoğu,-doğrusal olmayan yüklerdir, örneğin:

• Frekans dönüştürücüler
• İnvertörler
• LED sürücüleri
• UPS sistemleri
• Pil şarj ekipmanı
• Endüstriyel otomasyon cihazları

 

Bu cihazlar, temel frekansın tam katları olan frekanslara (örneğin, 150Hz, 250Hz ve 350Hz) sahip akım ve gerilim bileşenleri üretir. Bu istenmeyen frekans bileşenlerine harmonikler denir.

Harmonikler, güç sisteminin standart sinüzoidal dalga biçimini bozar ve genel güç kalitesini olumsuz etkiler.

 

 

2.2 Harmoniklerin Tehlikeleri

Aşırı harmonikler elektrik sistemlerinde aşağıdakiler dahil ciddi sorunlara neden olabilir:

• Kablolarda ve transformatörlerde artan güç kaybı
• Elektrikli ekipmanların aşırı ısınması
• Hızlandırılmış yalıtım yaşlanması
• Kapasitörlerin ve motorların servis ömrünün azalması
• Hassas elektronik cihazların arızalanması
• Azaltılmış güç faktörü
• Daha yüksek enerji tüketimi
• Koruma cihazlarının yanlış tetiklenmesi
• Şiddetli harmonik koşullar altında-uzun süreli çalışma, elektrikli ekipmanlarda kalıcı hasara ve sistem güvenilirliğinin azalmasına neden olabilir.

 

Ulusal standarda göreGB/T 14549-1993 - Güç Kalitesi: Genel Güç Şebekesindeki HarmoniklerÇin'de izin verilen toplam harmonik bozulma (THD) sınırları şunlardır:

0,38kV alçak-voltaj sistemi:THD %5,0'dan az veya buna eşit

6kV–10kV orta-gerilim sistemi:THD %4,0'a eşit veya daha az

 

3. Aktif Güç Filtresi (APF) Kabini

3.1 Aktif ve Pasif Güç Filtreleri Arasındaki Fark

Aktif Güç Filtresi (APF)

Aktif Güç Filtresi, harmonikleri gerçek zamanlı olarak izlemek için yarı iletken cihazları ve akıllı kontrol teknolojisini kullanır. Güç şebekesindeki harmonik akımları dinamik olarak ortadan kaldırmak için otomatik olarak ters dengeleme akımları üretir.

Geleneksel filtreleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında APF sistemleri şunları sunar:

• Gerçek-zamanlı harmonik telafisi
• Dinamik yanıt
• Otomatik ayarlama
• Çoklu-harmonik bastırma yeteneği
• Reaktif güç kompanzasyonu desteği

 

Pasif Güç Filtresi

Pasif Güç Filtresi, geleneksel reaktif güç kompanzasyon kabinlerine benzer şekilde temel olarak kapasitörler, reaktörler ve LC filtre devrelerinden oluşur.

Pasif güç filtreleri yalnızca belirli frekanslardaki harmonikleri bastırabilir ve çeşitli sınırlamalara sahiptir:

• Sabit telafi özellikleri
• Rezonans riski
• Sınırlı filtreleme aralığı
• Değişen yük koşullarına zayıf uyum

 

Bu nedenle APF kabinleri modern güç kalitesi yönetim sistemlerinde yaygın olarak tercih edilmektedir.

 

3.2 APF Kabininin Fonksiyonel Özellikleri

Geniş Harmonik Filtreleme Aralığı

• 2. sıradan 61. sıraya kadar harmonikleri etkili bir şekilde bastırır
• Ayarlanabilir harmonik filtreleme hedefleri
• Özelleştirilmiş harmonik kompanzasyon stratejilerini destekler

 

Gerçek-Zamanlı Akıllı Tazminat

• Yük değişikliklerini dinamik olarak takip eder
• Ters kompanzasyon akımını otomatik olarak çıkarır
• Sürekli olarak istikrarlı güç kalitesini korur

 

RS485 İletişim Arayüzü

• Uzaktan izleme ve veri aktarımını destekler
• Akıllı güç yönetimi sistemleriyle uyumlu
• Merkezi çalıştırma ve bakım için uygun

 

Reaktif Güç Kompanzasyon Fonksiyonu

• Reaktif güç aşırı-telafisine neden olmadan bağımsız olarak harmonik filtreleme gerçekleştirir
• Reaktif güç kompanzasyonu için kalan kapasiteyi kullanır
• Dinamik filtreleme yoluyla sistem güç faktörünü iyileştirir

 

DoğaçlamaingGüç Kalitesi ve Sistem Güvenilirliği

• Ekipmanın aşırı ısınmasını azaltır
• Elektrikli cihazların servis ömrünü uzatır
• Hat kayıplarını ve enerji tüketimini azaltır
• Genel güç dağıtım güvenliğini artırır

 

Çözüm

Modern endüstriyel ve ticari güç sistemlerinde harmonik kirlilik giderek yaygınlaştığından, Aktif Güç Filtresi (APF) kabinleri, harmonik bastırma ve güç kalitesinin iyileştirilmesi için temel bir çözüm haline gelmiştir.

 

Geleneksel pasif filtrelerle karşılaştırıldığında APF sistemleri daha geniş harmonik filtreleme aralıkları, daha hızlı tepki hızları, akıllı kompanzasyon ve entegre reaktif güç kompanzasyon fonksiyonları sunarak aşağıdakiler için idealdir:

• Endüstriyel tesisler
• Ticari binalar
• Veri merkezleri
• Hastaneler
• Akıllı üretim tesisleri
• Yenilenebilir enerji sistemleri

 

APF kabinleri, harmonik distorsiyonu etkili bir şekilde azaltarak ve güç faktörünü iyileştirerek, güç sisteminin daha güvenli, daha istikrarlı ve enerji-verimli şekilde çalışmasını sağlamaya yardımcı olur