Harmoniklər – elektrik dalğa formalanmasında yüksək tezlikli distorsiyalardır – bu, sənaye enerji sistemləri üçün kritik problem sayılır. Bu pozuntular əsas tezliyin tam ədəd vurğularında (məsələn, 3-cü, 5-ci, 7-ci harmoniklər) baş verir, gərginlik və cərəyan keyfiyyətini pisləşdirir, nəticədə səmərəsizliyə və avadanlıqların zədələnməsinə səbəb olur.
Dəyişən tezlikli sürətləndiricilər (VFD-lər) və ya impuls rejimli gücləndiricilər kimi avadanlıqlar qoşulduqda, onlar dövrələrdən keçən elektrik cərəyanının normal sinusoildal formasını pozurlar. Nəticədə baş verən əsas hadisə ondan ibarətdir ki, belə elektrik pozuntusu mühəndislərin dalğa forması səs adlandırdığı və bütün sistemin əhatə edən əlavə enerji yaradır. Harmonik səviyyələrinin 5%-dən çox olduğu binalarda artıq reaktiv güc səbəbindən enerjinin itirilməsi təxminən 12-dən 18%-ə qədər artır. Keçən il harmonik təsirlər üzrə dərc olunan tədqiqatlara görə, bu istənilməyən tezliklər əsas elektrik siqnallarına qarışaraq quraşdırılmış sistem boyunca həm gərginlik, həm də cərəyan nümunələrini pozur.
2023-cü ildə 12 avtomobil zavodunun auditində bu texnologiyalardan istifadə edən müəssisələrin göstərdiyi rəqəmlər 2–3 dəfə yüksək harmonik səviyyəsi passiv yüklər üstünlük təşkil edən müəssisələrlə müqayisədə.
Xətti olmayan avadanlıqlar cərəyanın kəskin impulslar şəklində, hamar sinusoildən fərqli olaraq axmasına səbəb olur. Nəticədə:
Bu təsirlər izolyasiyanın keyfiyyətinin pisləşməsini sürətləndirir və mühafizə relyelərinin işə düşməsinə səbəb olur. 2024-cü il IEEE hesabatına görə, harmoniklərin aradan qaldırılmasına diqqət yetirilməyən müəssisələrdə 34% yüksək saxlama xərcləri beş il müddətində aktiv filtrasiya həllərindən istifadə edənlərlə müqayisədə
Bu cür sistem zəiflikləri səbəbindən sənaye operatorlarının artıq aktiv Harmonik Aralıq elektrik enerjisinin keyfiyyətini dinamik olaraq sabitləşdirmək üçün istifadə edirlər.
Harmonik aradan qaldırma cihazları rəqəmsal siqnal emalı texnologiyası ilə gərginlik və cərəyan dalğalarını izləyir. Bu sistemlər sistemin daxilində yaranan qeyri-xətti yüklər tərəfindən yaradılan harmonik pozuntuları aşkarlayaraq işləyir. Müəyyən edildikdən sonra harmonikləri aradan qaldıran, güc baxımından bərabər, lakin əks istiqamətdə hərəkət edən korreksiya cərəyanları göndərir. Məsələn, standart 480 V sənaye qurğusunu götürək. Quraşdırma qabağı ÜJD səviyyəsi təxminən 25% ola bilər. Bu aradan qaldırıcılar quraşdırıldıqdan sonra əksər müəssisələrdə bu rəqəm 2022-ci ilin ən son IEEE 519 təlimatlarına uyğun olaraq 5% -in altına düşür.
Müasir sistemlər yük dalğalanmalarına cavab olaraq harmonik tezlikləri reallığında izləmək və kompensasiyanı millisaniyə daxilində tənzimləmək üçün adaptiv alqoritmlərdən istifadə edir. Bu dinamik imkanlar dəyişən harmonik profillərinə uyğunlaşa bilməyən passiv filtrləri üstələyir. Əsas xüsusiyyətlərə daxildir:
İrəli nəzarət məntiqi seçilmiş harmoniklərin surüşdürməsini həyata keçirərkən enerji itkisini minimuma endirir. Fazanı kilidləmə (PLL) sinxronizasiyası hətta qeyri-bərabər şəbəkə şərtləri altında dalğa formasının dəqiq uyğunlaşdırılmasını təmin edir. Çoxvahidli quraşdırmalarda əlaqələndirilmiş nəzarət sistemləri cihazlar arasında harmonik məlumatlarını paylaşır və böyük sənaye şəbəkələrində mədaxilin performansını optimallaşdırır.
Passiv harmonik filtrlər müəyyən tezliklərə tənzimlənmiş sabit induktiv-kondansator (LC) dövrələrinə əsaslanır və bununla da effektivliyini sabit, proqnozlaşdırıla bilən yüklərə məhdudlaşdırır. Əksinə, aktiv Harmonik Aralıq güc elektronikası və real vaxtda işləyən alqoritmlərdən istifadə edərək geniş spektrdə harmonik distorsiyaları aşkarlayır və onlara qarşı çıxış edir.
| Kriterlər | Passiv filtrlər | Aktiv Harmonik Aralıq |
|---|---|---|
| Cavab vaxtı | Statik (millisaniyə səviyyəsində gecikmə) | Dinamik (mikrosaniyə səviyyəsində korreksiya) |
| Müəyyənləşdirmə qabiliyyəti | Öncədən müəyyən edilmiş harmonik profillərinə məhdudlaşır | Dəyişən yüklənmə şəraitinə uyğunlaşır |
| Quraşdırma esnekliyi | Dəqiq empedans uyğunlaşdırma tələb olunur | Müxtəlif sistem təşkilatları ilə uyğunlaşır |
Passiv filtrlər dəyişən tezlikli sürücülər (VFD) və servo sistemlər olan mühitlərdə, harada ki, harmonik tərkib tez-tez dəyişir, pis işləyir. Sabit nizamlanmaları aşağıdakılara səbəb ola bilər:
Aktiv aradan qaldırıcılar dinamik mühitlərdə dalğa formalarını daim izləyərək və əks fazalı harmonikləri daxil edərək üstünlük təşkil edir. Fəydələrə aşağıdakılar daxildir:
Məsələn, avtomobil istehsalı zavodlarında aktiv filtrlərin minimal texniki xidmət tələb edən 92% harmonik bastırma effektivliyini nümayiş etdirdiyi təsdiq edilmişdir.
IEEE 519 standartına əsasən, sənaye müəssisələri Ümumi Harmonik İ distortsiyanı müəyyən həddə qədər saxlamalıdır - təxminən 5% gərginlik (THDv) və təxminən 8% cərəyan üçün (TDD). Bu rəqəmlər normadan artıq olduqda, işlər tezliklə pisləşir. Avadanlıqlar istiləşməyə meylli olur, kondensatorlar sıradan çıxa bilər və müəssisələr düzgün kompensasiya sistemləri olmadıqda enerjinin 10-dan 15 faizinə qədərini itirə bilər. Bura aktiv harmonik aradan qaldırıcılar daxil olur. Bu cihazlar sistemdə baş verənləri daim izləyərək standart ölçmələrlə əldə edilməyən qəfil harmonikləri aşkar edir. Əsasən elektrik keyfiyyəti ilə bağlı problemlər üçün real vaxtda nəzarət edən köməkçilər kimi çıxış edirlər ki, bu da standart yoxlamalar zamanı diqqətdən kənar qalır.
Şəbəkə konfiqurasiyasında qoşulan aktiv harmonik kompensatorları, keçən il yayımlanan və yarımkeçirici istehsalat müəssisələrinə baxan tədqiqata əsasən, qeyri-xətti yüklərlə məşğul olan sistemlərdə ümumi harmonik distorsiyanı (THD) 75-dən 90 faizə qədər azalda bilər. Bu cihazlar hər hansı bir distorsiya problemi hiss edildikdən sonra cəmi 2 millisaniyə ərzində işə düşürlər ki, bu da ənənəvi passiv filtrlərin reaksiya müddətinə nisbətən çox sürətli nəticə verir, çünki onlar adətən 100-500 millisaniyə aralığında cavab verirlər. Sürət fərqi, robotların komponentləri yığdığı və ya proqramlaşdırıla bilən məntiqi idarəetmə kontrollerinin gündəlik əməliyyatlarda kritik avadanlıqların işini idarə etdiyi sənaye müəssisələrində elektrik keyfiyyətinin saxlanmasında çox önəmlidir.
Bir səviyyəli avtomobil zavodu aktiv harmonik kompensatorunun quraşdırılmasından sonra harmoniklə əlaqəli dayanma müddətini 82% azaltdı:
| Parametr | Quraşdırmadan əvvəl | Quraşdırma Sonrası | Uyğunluq standartı |
|---|---|---|---|
| Gərginlik THD (THDv) | 7,2% | 3.8% | IEEE-519 ±5% |
| Cərəyan TDD | 12,1% | 4,9% | IEEE-519 ±8% |
| Enerji itkisi | 14% | 6,2% | – |
Sistemin adaptiv filtrasiya alqoritmləri 120-dən çox VFD-dən yaranan harmonikləri aradan qaldırdı və bütün istehsal növbələri üzrə 0,98 güc faktorunu saxladı. Transformatorun gərginliyinin azalması və kondensatorların işləməməsi nəticəsində illik texniki xidmət xərcləri 37% azaldıldı.
Hibrid aktiv filtrlər ənənəvi passiv komponentləri müasir harmonik azaldan texnologiya ilə birləşdirərək müxtəlif tezliklərlə mübarizə aparır. Bu sistemlər yarımkeçirici istehsalı müəssisələrində olduğu kimi 2 meqavattan yuxarı olan böyük güc tətbiqlərində çox yaxşı işləyir. Bu sistemlər gərginlik ümumi harmonik distorsiyasını 3%-dən aşağı endirir ki, bu da IEEE 519-2022 standartında yol verilən 5%-dən xeyli aşağıdır. Passiv komponentlər aşağı sıralı harmonikləri idarə edir, aktiv komponentlər isə 50-ci dərəcəyə qədər olan yüksək tezlikli harmonikləri nəzarət altına alır. Bu konfiqurasiya zərif CNC maşınlarını və digər avtomatlaşdırma avadanlıqlarını elektrik pozuntularından mühafizə edərək zavod zəmində baş verə biləcək problemləri qarşısını alır.
Bu gün aktiv harmonik aradan qaldırıcılar modul dizaynları ilə gəlir ki, onları köhnə sistemlərdə quraşdırmaq çox asanlaşır. Bu cihazlar IEC 61850 kimi ümumi standartlar vasitəsilə mövcud elektrik şəbəkələrinə mövcud avadanlıqlarla yanaşı qoşulur. Bu konfiqurasiya kiçik maşınlarda təklik təmirindən tutmuş bütün obyektlər üzrə ətraflı nəzarətə qədər ölçüləbiləcəyi anlamına gəlir. 2023-cü ildən gələn son sənaye hesabatına görə, şirkətlər infrastrukturun tam dəyişdirilməsi əvəzinə bu modul həlləri seçdikdə quraşdırma xərclərində təxminən 34 faiz qənaət etmişlər. Daha da təəccüblüdür ki, bu cihazlar müxtəlif növ yüklərin eyni vaxtda işlədiyi obyektlərdə belə harmonik bozulmanı təxminən 91 faiz azaltdı.
Yeni avadanlıq əlavə edildikdə, inkişaf etmiş kompensatorlar rezonansı qarşısını almaq üçün daimi impedans uyğunlaşdırmasını istifadə edir. Proqnozlaşdırıcı analitika kondensatorların deqradasiyasını və transformatorların termal profillərini izləyir və enerjiyə tələbatın yüksək olduğu operasiyalarda aktivlərin istifadə müddətini 7–12 il artırır. Bu sistemlərdən istifadə edən müəssisələr ildə planlaşdırılmamış dayanma sayını 28% azaldır, çünki dalğa formalarının təmizliyi ilə bağlı reallığa yaxın izləmə aparılır.
Harmoniklər əsas tezliyin tam ədəd çoxluqlarında baş verən elektrik dalğa formalarındakı təhriflərdir və sənaye sistemlərində güc keyfiyyətini pisləşdirə, qeyri-səmərəliliyə və avadanlıqların zədələnməsinə səbəb ola bilər.
Sənaye müəssisələri aktiv harmonik kompensatorlardan güc keyfiyyətini dinamik şəkildə sabitləşdirmək, təmir xərclərini azaltmaq və harmonik təhriflərinin səbəb olduğu avadanlıqların zədələnməsini qarşısını almaq üçün istifadə edir.
Aktiv harmonik aradan qaldırıcılar, harmonik distorsiyanı dinamik olaraq aradan qaldırmaq üçün real vaxt alqoritmlərindən istifadə edir və bu da statik, sabit tezlikli passiv filtrələrə nisbətən daha sürətli reaksiya və uyğunlaşma imkanı yaradır.
Avtomobil, yarımkeçirici istehsalı və avtomatlaşdırma avadanlığı olan obyektlər kimi əhəmiyyətli qeyri-xətti yüklərə malik sahələr harmonik aradan qaldırmaqdan böyük fayda əldə edir.
EN
Son Xəbərlər