Harmonik bozulma baş verdiyi zaman, elektrik komponentlərinin daxilində müqaviməti artırıb istənilməyən istilik yığılmasına səbəb olan yüksək tezlikli cərəyanlar meydana çıxır. Transformatorlar, mühərriklər və keçiricilər onların istilik dizaynlarının nəzərdə tutduğundan xeyli artıq işləməyə məcbur olur. Növbəti növbədə nə baş verir? Eyni bu cərəyanlar maqnit üzlüklərdə və sarğılarda vorteqon cərəyanları yaradır. Bu proses izolyasiyanın yaşlanmasını həqiqətən sürətləndirir və bəzən normal şəraitdən 40% daha tez aşınmasına səbəb olur. Müxtəlif istehsalat zavodlarında 2023-cü ilə aid məlumatlara nəzər salın və biz bir şeyə diqqət çəkirik: erkən mühərrik arızalarının demək olar ki, onda yeddisi harmoniklər tərəfindən yaradılan bu istilənmə problemindən qaynaqlanır. Kondensator qrupları da çox yaxşı vəziyyətdə deyil. Ümumi harmonik bozulmanın yüksək olduğu mühitdə işləyən kondensator qruplarında dielektrik partlamaların baş vermə ehtimalı adətən gözləniləndən üç dəfə çoxdur.
Son vəziyyət tədqiqatları göstərir ki, aktiv harmonik filtrlər CNC maşın qruplarında keçid temperaturunu 18–35°C azaldır və avadanlığın texniki xidmət intervalını 22% artırır.
İnfraqırmızı termal görüntüləmə yüksəlmiş iş temperaturu vasitəsilə harmonik gərginliyinin erkən əlamətlərini müəyyən etməyə kömək edir:
| Ölçmə Nöqtəsi | Normal Temperatur | Yüksək-Harmonik Temperatur |
|---|---|---|
| Transformator döşəmələri | 65°C | 89°C |
| Motor Terminal Qutusu | 55°C | 72°C |
| Kondensator Qurğusu | 45°C | 68°C |
IEEE 519-2022 harmonik limitlərini aşan obyektlər adətən istehsal dövrləri zamanı 2,3 dəfə daha sürətli temperatur artımı yaşayır. Müasir monitorinq sistemləri THD% və termal məlumatları birləşdirir və temperatur kritik səviyyəyə (məsələn, 55°C) çatdıqda avtomatik olaraq aktiv harmonik filtrləri işə salır.
Sənaye idarəetmə sistemləri harmonik distortsiya adlanan bir şeyin təsiri ilə tez-tez nasaz olur, hətta müntəzəm texniki baxım da aparılsa belə. Baş verən budur ki, bu distortsiya gərginlik dalğalarını pozur və daxilindəki bütün həssas elektron komponentlərin işini pozur. Nəticə? Relelər səhv işləməyə başlayır, sensorlar yanlış göstəricilər verir və servo mühərriklər planlaşdırılmadan əvvəl sıradan çıxır. 2023-cü ilin son audit məlumatlarına görə, zavodlardakı sirli mühərrik nasazlıqlarının təxminən üçdə ikisi mexaniki problem deyil, harmoniklərin səbəb olduğu sabit olmayan gərginliklərlə bağlıdır. Çoxu bu gizli elektrik problemlərini tamamilə nəzərə almır və yalnız səthi görünən nasazlıqları düzəltməyə çalışır, halbuki real problem arxa planda sakitcə oturub növbəti nasazlığı yaratmağı gözləyir.
Et emalı müəssisəsi istehsalçının tövsiyə etdiyi texniki baxım tədbirlərinə ciddi şəkildə əməl etsə də hər həftə təkrarlanan PLC nasazlıqları ilə mübarizə aparırdı. Mühəndislər enerji keyfiyyəti ilə bağlı problemləri araşdırdıqda, onların 480V elektrik sisteminə rezonans problemləri yaradan 7-ci və 11-ci harmonik tezliklər tapdılar. Bu harmoniklər nəzarət dövrələri üçün IEEE 519-2022 standartında göstərilən 8% həddindən xeyli artıq olan, narahat edici 23% ümumi harmonik distorsiyası (THD) səviyyəsinə çatan keçici gərginlik sıçramaları yaradırdı. Vəziyyəti daha da pisləşdirən odur ki, bu xüsusi tezlik nümunələri adi gərginlik qoruyuculardan qaça bilirdi və nəticədə bir neçə PLC giriş/çıxış modulunu yanıb çıxardırdı. Həll, adaptiv aktiv harmonik filtrlər (AHF) quraşdırılmasından sonra gəldi. Quraşdırılmanın yalnız üç ayı sonra harmonik səviyyələr 4%-dən aşağı düşdü və istehsal cədvəlindən bu qədər bezdirici planlaşdırılmamış dayanmalar sadəcə yoxa çıxdı.
Aktiv harmonik filtrlər zərərli harmonikləri real vaxtda neytrallaşdırmaq üçün əks fazalı cərəyanlar daxil edir. VFD və qaynaq avadanlıqlarından istifadə edən müəssisələrdə yayılmış dəyişən yükə uyğunlaşan AHF-lərin əksinə, passiv filtrlər yalnız sabit tezliklərlə məhdudlaşır. Bu davamlı düzəliş:
Harmonik bozulmanın kök səbəbinə həll tapmaqla AHF-lər avadanlıqların ömrünü uzadır və mövcud texniki xidmət proqramlarını artırır. AHF-dən istifadə edən müəssisələr illik reaktiv təmir üçün 43% daha az iş əmri verir.
Ümumi harmonik distorsiyası, qısaca THD, siqnalın təmiz sinus dalğasından nə qədər kənara çıxdığını ölçür. THD 5%-dən yuxarı qalxanda bu, gələcəkdə səmərəliliyin azalması və etibarlılıqla bağlı problemlər kimi real problemlərə səbəb ola bilər. Yüksək THD səviyyələri transformatorlarda təxminən %12 və ya daha çox enerji itkisinə, mühərrik sistemlərində istenməyən tərs momentin yaranmasına, artan dəri effekti səbəbindən keçiricilərin daha çox iş görməsinə və izolyasiya materiallarının normaldan tez aşınmasına səbəb olur. Keçən ilin sənaye üzrə son məlumatlarına baxdıqda, IEEE 519 standartlarında nəzərdə tutulan gərginlik THD normativlərinə uyğun olmayan müəssisələr digərləri ilə müqayisədə təmir-baxım üçün təxminən 23% əlavə xərc çəkiblər. Bu əlavə xərclər əsasən kondensator banklarının çıxması və relyelərin düzgün işləməməsi nəticəsində yaranır ki, bunlar heç kəs təchizatın gündəlik işində üz-üzə gəlmək istəməz.
IEEE 519-2022 standartı aşağı gərginlikli sistemlər üçün (<1 kV) maksimum icazə verilən gərginlik THD-ni <8%, orta gərginlik şəbəkələri (1–69 kV) üçün isə <5% təyin edir. Şirkətlər bu tələblərə riayətin təmin edilməsini getdikcə artan şəkildə müqavilə şərtləri ilə tətbiq edirlər. 2023-cü ilin EnergyWatch tədqiqatı göstərdi ki, sənaye istifadəçilərinin 42%-i ümumi birləşmə nöqtəsində THD 6,5%-dən yuxarı olduqda uyğunsuzluq barədə bildiriş alıblar.
Ənənəvi sabit nizamlanmış passiv filtrlər spktrd harmonik tezliklərlə məhdudlaşdıqda ən yaxşı şəkildə işləyir, lakin dəyişən tezlik sürücülərinin spektr boyu müxtəlif harmoniklər yaratdığı müasir sənaye şəraitində çətinlik çəkir. Həqiqi dünya ölçmələri bu passiv yanaşmaların ümumi harmonik bozulmada ən yaxşı halda təxminən 30 ilə 50 faiz aralığında azalma əldə etdiyini göstərir. Bununla müqayisə edin ki, adaptiv aktiv harmonik filtrlərlə 80 ilə 95 faiz aralığında ardıcıl effektivlik müşahidə edilir. Səbəbi nədir? Bu inkişaf etmiş sistemlər elektrik dalğa formalılarını davamlı izləyir və real vaxtda əks cərəyanlar verir, beləliklə yük gün ərzində dəyişsə belə avadanlıqlar uyğun qalır. Böyük həll olmasa da, bir çox zavod AHF-lərin enerji keyfiyyəti idarəetmə strategiyalarında əhəmiyyətli fərq yaratdığını müşahidə edib.
Dəyişən tezlik sürücüləri (VFD), dayanıqsız elektrik təchizatı və ya UPS sistemləri və birbaşa cərəyan sürücüləri kimi avadanlıqlar bütün bu narahat edici harmonik cərəyanları yaradır ki, bu da gərginlik dalğalarının formasını pozur və sistemin səmərəliliyini əsasən azaldır. Nə baş verir sonra? Transformatorlar və kabel şəbəkələri lazımdan artıq işləməyə başlayır və bu da sənaye sahəsinin lazım olandan təxminən 12% daha çox enerji istifadə etməsinə səbəb olur. Hər hansı bir zavodun istehsal sahəsinə baxın və düşünün: standart 500 kVt gücündə mühərrik sürücü quraşdırılması yalnız bu narahat edici reaktiv güc haqqı ilə hər il təxminən 18 min dollar əlavə xərc çəkir. Vəziyyət isə 5-ci və 7-ci dərəcəli harmoniklərin birləşdiyi zaman daha da pisləşir. Onlar sadəcə sakit oturmurlar; əksinə, elektromaqnit müdaxiləsi yaradırlar ki, bu da mühərriklərin daha az səmərəli işləməsinə və eyni zamanda paylayıcı panellərin normal şəraitdən daha isti işləməsinə səbəb olur.
Aktiv harmonik filtrlər THD-ni 5% -dən az saxlayır və güc faktorlarını 0,95-dən yuxarı saxlayır, ölçülməli maliyyə faydaları təmin edir:
Tipik bir 480V AHF sistemi bu birgə qənaət sayəsində 18–24 ay ərzində investisiyanı qaytarır.
Dünya Bankının keçən ilki məlumatlarına görə, 2021-ci ildən etibarən sənaye müəssisələri üçün elektrik enerjisinin dəyəri dünya miqyasında təxminən 22% artıb və indi pik yüklənmə haqları şirkətlərin hər ay enerji üçün ödədikləri məbləğin təxminən üçdə birini təşkil edir. Əksər enerji təchizatçıları IEEE 519 standartlarını aşan reaktiv güc və harmonik distortsiya kimi hallara qarşı ciddi tədbirlər görülür, bəzən bu problemlər çox şiddətlənəndə hər kVAR üçün 12 dollara qədər məbləğdə haqq tətbiq olunur. Aktiv Harmonik Filtrlər tətbiq edən zavodlar adətən passiv filtrlərdən istifadə edən köhnə müəssisələrlə müqayisədə enerji hesabına 18%-27% qədər azalma müşahidə edirlər. Xərcləri azaltmağa çalışan və eyni zamanda tənzimləmələrə riayət etməyə çalışan istehsalatçılar üçün bu adaptiv həllərə investisiya yalnız ağıllı iş strategiyası deyil, bu günün bazar şəraitində praktiki olaraq vacib halına gəlib.
Sabit tezlikli passiv filtrlər müəyyən harmoniklərə nizamlanmış LC dövrələrinə əsaslanır və bu da onları yüklərin dəyişdiyi müasir sənaye mühitləri üçün uyğun etmir. Əsas məhdudiyyətlərə aşağıdakılar daxildir:
Müasir aktiv harmonik filtrlər rəqəmsal siqnal emalından istifadə edərək dərhal harmonik korreksiya təmin edir:
VFD-ə əsaslanan mühitdə performansı maksimuma çatdırmaq üçün:
Ümumi Harmonik İskəlmə (THD) siqnalın təmiz sinus dalğasından meylini ölçür. Yüksək THD enerji itkisini, avadanlıqlarda artan aşınmanı və mümkün işgüzar pozulmaları səbəb olmaqla elektrik sistemlərində səmərəsizlik və etibarsızlıq yaradır.
AHF-lər zərərli harmonikləri real vaxtda aradan qaldırmaq üçün əks fazalı cərəyanlar dinamik olaraq əlavə edir, dəyişən yük şəraitinə uyğunlaşır və THD-ni qəbul edilə bilən səviyyənin altında saxlayır. Bu, enerji keyfiyyətini yaxşılaşdırır və avadanlıqların iş vaxtını uzadır.
Harmoniklər avadanlıqların sobalanmasına, I²R itkisinin artmasına, kondensatorlarda dielektrik sıçramalara, idarəetmə sistemlərində qeyri-oddlu davranışa və enerji istehlakının artmasına səbəb ola bilər ki, bu da daha yüksək iş xərclərinə gətirib çıxarır.
AHF-lər güc faktorunu yaxşılaşdırır və harmonik cərəyanları azaldır, nəticədə tələb olunan ödənişlər azalır, I²R itkiləri minimuma endirilir və enerji keyfiyyəti standartlarına riayət etməmək üçün tətbiq olunan cərimələrdən qaçınılır. Tez-tez investisiya 18-24 ay ərzində geri qayıdır.
EN
Son Xəbərlər