Aktiv harmonik filtrlər və ya AHF-lər, elektrik sistemlərini əzab edən bu harmonik tə distortiyanı aradan qaldırmaq üçün real vaxtda cərəyan enjekte edərək işləyir. Əsasən, bu cihazlar müxtəlif sensorlardan istifadə edərək yüklər üzərindən axan cərəyanı izləyir. Təmiz sinus dalğası nümunəsi ilə müqayisədə düzgün görünməyən hər şeyi aşkar etdikdə, vəziyyəti düzəltmək üçün əks cərəyanlarla müdaxilə edirlər. Bəzi şərtlərdən asılı olaraq, müasir modellərin çoxu harmonikləri təxminən 90-95% azalda bilir. Buna görə də dəyişən tezlikli sürətlər və bənzər avadanlıqlara güclü şəkildə əsaslanan sənaye müəssisələri indi onlarsız enerji idarəetməni təsəvvür belə edə bilməz.
Harmonik tə distortiyanın avadanlıqların temperaturunu 40%-ə qədər artırması (Ponemon 2023), mühərriklərdə və transformatorlarda izolyasiya materiallarının keyfiyyətinin sürətlə zəifləməsinə səbəb olur. Nəzarətsiz harmoniklər aşağıdakı hallara səbəb ola bilər:
| Nəticə | Maliyyə Təsiri | Azaldılması vacibliyi |
|---|---|---|
| Kondansator banklarının sıradan çıxması | 12 min–45 min ABŞ dolları mübadilə dəyəri | Yuksək |
| PLC sisteminin qeyri-sabit işləməsi | $740 min/saat itehal etmə itkisi | Kritik |
| Əlavə cərimələr | 7–15% enerji xərclərinin artması | ORTA |
Ümumi harmonik distorsiya (THD) səviyyələri IEEE 519-2022 standartlarından artıq olarsa, qanunvericiliyə uyğunluq riski yaranır.
Passiv filtrlər müəyyən tezlikləri və sabit impedans nöqtələrini hədəfləyərkən, AHF-lər dəyişən harmonik profillərinə dinamik şəkildə uyğunlaşır. Əsas nəzərə alınacaq məqamlar:
Rəhbər istehsalçılar harmonik nümunələrin proqnozlaşdırılmaz dərəcədə dəyişdiyi bərpa olunan enerji inteqrasiyası və ya dəyişən sürətli sürülər istifadə edən müəssisələr üçün AHF-ləri tövsiyə edirlər. 2024-cü ilin sənaye analizi istehsal müəssisələrində AHF-lərin passiv alternativlərlə müqayisədə təmir xərclərini 32% azaltdığını göstərir.
Aktiv harmonik filitri üçün düzgün ölçünü seçmək harmonik cərəyanı (Ih) ölçməklə və Cərəyanın Ümumi Harmonik İstəriliyinə (THDI) baxmaqla başlayır. Hansı növ filitr tutumunun tələb olunduğunu müəyyən etmək üçün yüklər ən yüksək nöqtələrdə olarkən bu RMS cərəyan göstəricilərini götürmək məqsdəuyğundur. Bu bizə sistemin faktiki olaraq nə qədər yüklənməsini idarə etməli olduğunu daha aydın şəkildə göstərir. 2023-cü ildə IEEE Power Quality Qrupunun apardığı tədqiqata əsasən, əgər THDI 15% -dən yuxarı çıxarsa, sistem üzərində gərginlik səviyyələrini sabit saxlamaq üçün filitrlərin təxminən 35% daha böyük olmasına ehtiyac duyulur.
THD qiymətləndirməsində üç sübut edilmiş üsul üstünlük təşkil edir:
| Metod | Dəqiqlik | İdeal İstifadə Halları |
|---|---|---|
| Gerçək Zamanlı Monitoring | ±2% | Davamlı yükləmə sistemləri |
| Spektral analiz | ±1.5% | Dəyişən sürətli sürülər |
| Yükləmə profilinqi | ±3% | Dəvamlı olmayan harmoniklər |
Düzgün üsulun seçilməsi xətaların ölçüsünü xüsusilə xətti və qeyri-xətti yüklərin qarışıq olduğu təsisişlərdə 20%-ə qədər azalda bilər.
Harmonik spektr məlumatlarına baxmaqla 5-ci, 7-ci və xüsusilə 11-ci dərəcəli harmoniklər kimi problem yaradan tezlikləri müəyyən etmək olar. Müxtəlif sənaye sahələrində keçirilən müəssisə qiymətləndirmələrimizə əsasən, istehsal müəssisələrinin təxminən üçdə ikisində yalnız 5-ci harmonikdən irəli gələn ciddi problemlər var ki, bu da ümumi distorsiya problemlərinin yarısından çoxunu təşkil edir. Bu məlumatlarla təmin olunmuş mühəndislər, Active Harmonik Filter qurğularını gereksiz şəkildə böyük avadanlıqlar quraşdırmaq əvəzinə dəqiq tənzimləmə imkanı əldə edirlər. Nəticə isə hər bir müəssisə menecerinin büdcə mövsümü yaxınlaşanda qiymətləndirdiyi sistem performansından çox keçmədən puldan daha yaxşı istifadə imkanı yaradır.
IEEE 519-2022 kommersiya binaları üçün THDI limitlərini 8% aşağısında qoyur, lakin enerji məsləhətçiləri hesablanmış filitr tutumlarına 20-30% təhlükəsizlik marjası əlavə etməyi tövsiyə edirlər. Bu rezervi nəzərə alan sistemlər harmoniklərlə bağlı 40% az sıradan çıxma haqqında hesabat təqdim edirlər (Ponemon İnstitutu, 2023). Nəticələri həmişə beynəlxalq uyğunluq üçün IEC 61000-3-6 ilə yoxlayın.
Dəqiq harmonik mənbələri kimi VFD-lər, UPS-lər və müxtəlif sənaye qurğularını aşkarlamaq üçün əvvəlcə sistem yoxlaması ilə başlamaq məqsdəuyğundur. Elektrik təchizatının müxtəlif hissələrində quraşdırılmış keyfiyyət loqerlərindən toplanmış məlumatlar əsas əməliyyat nümunələri və harmonik səs-küyün həcmi barədə məlumat əldə etməyə imkan verir. Bu məlumatların avadanlıq növlərinin düzgün təsnifatı və ümumi elektrik sisteminin strukturuna dair başa düşmə ilə birləşdirilməsi AHF quraşdırma həcminin müəyyən edilməsi üçün möhkəm əsas yaradır. Rəqəmlər də öz növbəsində maraqlı məlumatlar açığa çıxarır - 2023-cü ildə Energy Systems Lab tərəfindən aparılan tədqiqatlara əsasən, çoxu zavodlarda harmonik problemlərin təxminən üçdə ikisinin asinxron mühərriklər və düzləndirici sistemlər tərəfindən yaradıldığını göstərir. Bu isə yükün hər bir komponentinin sistem daxilində düzgün şəkildə təyin edilməsi işinin sadəcə yaxşı təcrübə olmasından kənara keçərək, vacib bir tələb olduğunu göstərir.
Həqiqi iş şərtləri altında harmonik davranışları qeyd etmək üçün 7–14 gün güc keyfiyyəti analizatorlarından istifadə edin. Ölçməyə diqqət yetirin:
Əsas RMS ölçmələri üçün görünməz olan faz bucaqlarını və ləğv effektlərini aşkar edən inkişaf etmiş spektr analizi. Məsələn, yarımkeçirici zavodunda keçidlər zamanı harmonik cərəyanların 40% artığını aşkar etmişdir – bu kimi nəticələr yalnız davamlı monitorinq yolu ilə mümkündür.
AHF gücü hesablanarkən real harmonik cərəyanlara baxılır və təhlükəsizlik üçün əlavə yer nəzərə alınır: AHF-nin amperlə ifadə olunan gücü, bütün Ih kvadratlarının cəminin kvadrat köküdür və təxminən 30% əlavə təhlükəsizlik ehtiyatı nəzərdə tutulur. Burada Ih müxtəlif harmonik tezliklər üçün ədədi orta kvadratik qiymətləri ifadə edir və bu təhlükəsizlik ehtiyatı gözlənilməyən yük artımını və ya anidən yaranan güc sıçrayışlarını idarə etməyə kömək edir. Həqiqi həyatdan bir nümunə kimi pambıq emalı zavodunda bu hesablamanın düzgün tətbiqi filtrləmə avadanlığına olan ehtiyacı təxminlənmiş qiymətlərlə müqayisədə təxminən rüb qədər azaltmışdır. Bu isə birbaşa 18 min dollar qənaətə səbəb olmuş və əməliyyatlar zamanı ümumi harmonik distorsiya indeksinin 5%-dən aşağı saxlanmasına kömək etmişdir.
12MV avtomobil montaj zavodunda 87 VFD ilə əsas yayım panelində 22% THDI nəticəsində transformatorlarda 14% gərginlik distorsiyası yaranıb. Sahə ölçmələri aşağıdakı nəticələri göstərdi:
Təhlükəsizlik marjası nəzərə alınaraq ölçülən 400A AHF THDI-ni 3,8%-ə endirdi ki, bu da IEEE 519-2022 həddinin çox aşağısına düşür. Quraşdırma sonrası transformator və kabeldə istiliyin azalması hesabına enerji itkiləri 9,2% azaldıldı.
AHF vahidləri əsas paylayıcı panelə quraşdırılır və elektrik sistemlərinin ümumi harmoniklərini idarə edir. Bu mərkəzləşdirilmiş həllər, əsasən harmonik problemlərinin bir mənbədən yaranması ilə bağlı olan binalarda daha yaxşı işləyir, məsələn, məlumat mərkəzlərini nəzərdə tutmaq olar. Belə mərkəzdə 250 kVA gücündə yaxşı keyfiyyətli filtre sistem üzrə THDI-ni təxminən 85% azalda bilər ki, bu da real fərqi göstərir. Bununla belə, müəssisələr müəyyən avadanlıqlar tərəfindən yaradılan problemləri aradan qaldırmaq üçün, məsələn, CNC maşınları və ya ehtiyat elektrik təchizatı sistemləri üçün, adətən 50-dən 100 kVA-ya qədər kiçik filtrləri avadanlıqların yanında quraşdırırlar. Bu isə lokal problemlərin idarə edilməsində daha yaxşı nəzarət imkanı yaratsa da, ümumi xərclərin əhəmiyyətli dərəcədə artır. Sənaye energetika hesabatları dezentral həllərin mərkəzləşdirilmiş filtrləmə üsullarına nisbətən əvvəlcədən təxminən 22% daha çox maliyyə tələb etdiyini göstərir.
Fabrikanın müxtəlif sahələrində yük tarazlığı düzgün təşkil edilmədikdə, bu, müxtəlif fazalarda narahat edici harmonik tarazsızlıqlar yaradır və bu da AHF qurğularının ölçüsünü müəyyənləşdirərkən əhəmiyyət kəsb edir. Məsələn, presslər sahəsində işlər gərginləşdiyi zaman faz C-də ümumi harmonik distorsiyasının (THDI) təxminən 40 faiz zirvələrə çatdığını nəzərə alın. Ən son IEEE 519-2022 standartlarına əsasən, onlara ən yüksək ölçülmüş harmonik cərəyanının təxminən 130 faizini idarə edə biləcək filtrlər lazımdır. Mərkəzləşdirilmiş sistemlər üçün hesablamalar daha da mürəkkəbləşir, çünki adətən bütün bu dinamik hissələri idarə etmək üçün 18-dən 25 faizə qədər əlavə tutum tələb olunur. Yerli filtrləri də unutmayın. Bunlar 10 kiloherzdən yuxarı tezliklərdə baş verən anidəyişikliklərə dərhal reaksiya verməlidir və bu, hətta təcrübəli mühəndisləri belə diqqətsiz yanaşdıqda təəccübə salır.
Yanlış ölçüləndirmə əməliyyatla bağlı və maliyyə baxımından ciddi problemlər yarada bilər. Sistemlər ölçüsündən artıq olduqda, IEEE-nin 2023-cü il Güc Keyfiyyəti Hesabatına görə, şirkətlər əvvəlcədən təxminən 40% daha çox xərc çəkirlər, həmçinin istifadə olunmayan güc səbəbindən əlavə enerji itkisi yaranır və reaktivlik problemləri baş verir. Əks təqdirdə, əgər filtrlər kifayət qədər böyük deyilsə, harmoniki cərəyanları düzgün şəkildə idarə edə bilmirlər ki, bu da izolyasiyanın adi halda olduğundan daha sürətli aşınmasına səbəb olur. Bu fikri rəqəmlər də təsdiq edir, məsələn EPRI-nin 2022-ci il Nümunələr Kitabında göstərdiyinə görə, transformatorların yaşlanması ümumi harmoniki distorsiya indeksi 8% -dən yuxarı qalxdıqda normaldan üç dəfə sürətli gedir. Belə sürətlənmiş aşınma isə vaxt keçdikcə obyekt operatorları üçün əhəmiyyətli məbləğdə xərclər yaradır.
Bir istehsal zavodu 15% kiçik ölçülü AHF quraşdırdı, nəticədə doqquz ay ərzində təkrarlanan kondensator bankı sıradan çıxması baş verdi. Həyata keçirilən analiz harmoniki gərginliklərin IEEE 519-2022 standartlarının 12% artıq olduğunu və bu göstəricinin 740 min ABŞ dolları miqdarında planlaşdırılmamış dayanma vaxtı xərclərinə səbəb olduğunu aşkar etdi.
Yüklənmə cərəyanı və ya transformator kVA reytinqinə əsaslanan sürətli hesablama üsulları kritik dəyişənləri nəzərə almır:
7 gün ərzində güc keyfiyyəti qeydediciləri istifadə edərək ətraflı analiz, adətən, NEMA Standart AB-2021-ə əsasən, nöqtəvi ölçmələrdən 18–25% daha çox harmonik məzmununu aşkar edir. Bu günün inkişaf etmiş proqram təminatı real vaxt rejimində spektral məlumatları proqnozlaşdırma alqoritmləri ilə birləşdirərək 2024-cü il Elektrik Jurnalına görə, 98,5% ölçülərin dəqiqliyinə nail olur.
AHF-in əsas funksiyası elektrik sistemlərində harmonik tə distortiyanı real vaxtda korreksiya cərəyanları tətbiq edərək aradan qaldırmaqdır. Bu, təmiz sinusoildal formanın saxlanmasına və stabil elektrik enerjisinin keyfiyyətinə zəmanət verir.
Harmoniklər avadanlıqların temperaturunu artırmaqla izolyasiya materiallarının sürətli aşınmasına və avadanlıqların işdən çıxmasına səbəb ola bilər. Onlar kondensator banklarınının işdən çıxmasına, PLC qəzalarına və artıq enerji xərclərinə görə kommunal cərimələrə səbəb ola bilər.
Aktiv filtrlər harmonik distorsiyasının yüksək olduğu və harmonik nümunələri təsadüfi dəyişdiyi mühitlərdə optimaldır. Passiv filtrlər isə məlum harmonik tezliklərə yönəlmiş büdcə ilə məhdudlaşan layihələr üçün uyğundur.
AHF-lərin dəqiq ölçülərə uyğun hazırlanması, artıq xərclərin qarşısını almaq, iş prosesinin səmərəliliyini təmin etmək və harmoniklərin kifayət qədər aradan qaldırılmaması səbəbindən avadanlıqların vaxtından əvvəl sıradan çıxmasının qarşısını almaq üçün vacibdir.
EN
Hot News