Elektrik sistemlərində harmonik torğunu nəzarət altında saxlamaq işlədici sistemlərin daha hamı və avadanlıqların daha uzun müddət işləməsi baxımından çox vacibdir. Elektrik qurğularına tam audit vasitəsi ilə baxdıqda narahat edici cərəyan və gərginlik torğularını müəyyən etmək mümkündür ki, bu da sistemdə mövcud olan harmonik problemlərinin növünü göstərir. Ənənəvi vasitələr olan güc keyfiyyəti analizatorları burada dəqiq ölçmələr aparmaq üçün əlverişli imkan yaradır. Test zamanı əldə edilən nəticələr hansı tezlik diapazonlarında harmonik aktivitənin çox olduğunu göstərir və bu da onun işlədici performansı necə təsir etdiyini və avadanlıqların zamanla necə aşınmasını izah edir. Keçmiş əməliyyat qeydlərinə baxmaq da ay və illər ərzində harmonik problemlərinin necə inkişaf etdiyini müəyyən etməyə kömək edir və bu da müvəqqəti həllər əvəzinə real həll yollarına yönəltmə edir.
Elektrik sisteminin harmonik profilinin qiymətləndirilməsi şəbəkədəki müxtəlif nöqtələrdə həm cərəyan, həm də gərginlik distorsiyalarını ölçən ətraflı audit tələb edir. Güc keyfiyyəti analizatorları sistemin daxilində harmonik fəaliyyətin ətraflı xəritələrini yaratmaq üçün dəqiq ölçmələr təmin edir. Bu cihazlar müxtəlif tezliklərdə dalğa forması xarakteristikalarını qeyd edərək harmonik distorsiyaların diqqət tələb edəcək qədər əhəmiyyətli olduğu problemli sahələri müəyyən etməyə kömək edir. Bu harmoniklərin ümumi sistem performansı və avadanlıqların istismar müddəti üzərində təsirlərini başa düşmək texniki xidmət planlaşdırılması üçün vacibdir. Keçmişdə əldə edilmiş istismar parametrləri və yük tələblərinin tarixi məlumatlarını nəzərdən keçirmək harmonik distorsiya nümunələrinin necə inkişaf etdiyinə dair qiymətli fikirlər verir və beləliklə istehsal və ya təhlükəsizlik üçün ciddi problemlər yaratmamışdan əvvəl mümkün problemləri proqnozlaşdırmağa imkan verir.
Harmoniklərin nədən yaranığını müəyyən etmək, problemi həll etmə prosesinin əhəmiyyətli bir hissəsi olaraq qalır. Dəyişən tezlikli sürətlər (VFD-lər), düzləşdiricilər və UPS sistemləri kimi şeylər harmonik yaratmaqda əsas günahkarlar hesab olunur. Bu müxtəlif komponentlərə baxarkən mühəndislər hər birinin sistemin ümumi harmonik tərkibinə dəqiq nə qədər təsir etdiyini müəyyən etməlidirlər. Bu məqsədlə ümumiyyətlə harmonik cərəyan spektri analizi aparılır ki, bu da əsasən hər bir komponentin hansı növ problemlər yarada biləcəyini göstərir. Yük profillərinə baxmaq harmoniklərin indi nə qədər pis olduğunu və həmçinin heç nə dəyişmədikdə zamanla nələrin baş verə biləcəyini də müəyyən etməyə kömək edir. Bu məlumatların hamısı toplandıqdan və başa düşüldükdən sonra texniklər elektrik sistemlərinin hamı heç bir əsabsız işləməsini təmin edən və lazım olan dayanmaları aradan qaldıran düzgün narahatçılıq azaldan üsullar işləyib hazırlaya bilərlər.
Gərginlik distorsiyasını obyektlər üzrə qəbul ediləbilən səviyyələrdə saxlamaq üçün IEEE 519 standartlarına riayət etmək çox vacibdir. Bu standartlar faktiki olaraq zavodlarda və ofis binalarında gərginlik və cərəyan üçün nə qədər distorsiyaya icazə verildiyini müəyyən edir. Komandamız sistemin bu tələblərə uyğunluğunun qiymətləndirilməsi zamanı potensial problem yerlərini müəyyən edə bilir. Bu problemlərin aradan qaldırılması yalnız yaxşı təcrübə deyil – həm də bu qaydalara riayət etməyən şirkətlər tez-tez iri cərimələrlə qarşılaşırlar. Adətən, standartlara uyğunluğu yoxlayan və dəqiq olaraq nələrin təmir edilməsi lazım olduğunu göstərən ətraflı hesabatlar hazırlayan xüsusi proqram təminatından istifadə edirik. Bu yanaşma yalnız işlərin hamı səviyyədə getməsinə kömək edmir, həm də şirkətləri qanuni pozuntularla əlaqəli gözlənilməz xərclərdən qoruyur.
Passiv harmonik filtrlər nisbətən sadə prinsiplər əsasında işləyir. Əsasən, induktivliklər, kondensatorlar və bəzən rezistorlardan istifadə edərək elektrik sistemlərini pozan bu cür tez-tez rast gəlinən distorsiya tezliklərini aradan qaldırmağa çalışırlar. Bu cür filtrlər, yük nisbətən sabit və proqnozlaşdırıla bilən olduğu hallarda daha yaxşı işləyir, çünki onlar sənaye müəssisələrində tez-tez rast gəlinən sabit tezlikli distorsiyalar üçün nəzərdə tutulub. Passiv filtrlərin ən böyük üstünlüyü qiymətindədir. Bütçəsi məhdud olan bir çox istehsalçı üçün bu, onları aktiv alternativlərlə müqayisədə bəzi məhdudiyyətlərinə baxmayaraq ən məqbul seçim edir. Müxtəlif sektorlardakı istehsal müəssisələri bu filtrlərin quraşdırılmasından real nəticələr əldə etmişlər. Nümunə olaraq metallurgiya zavodlarını göstərmək olar - tətbiq edildikdən sonra bir çox müəssisələr enerji səmərəliliyinin yaxşılaşmasından əlavə bahalı maşınlarının iş vaxtının da uzadıldığını bildiriblər. Vaxt keçdikcə yaranan qənaət, yeni texnologiyaların yaranmasına baxmayaraq, bir çox fabriklərin passiv filtrasiya həllərinə əsasən də etibar etməyinə səbəb olur.
Aktiv filtrlər əsasən harmonik tə distortiya ilə mübarizə aparmaqla işləyir, yük dəyişdikcə real vaxtda tənzimləmə edərək və problem böyüyənə qədər harmonik problemləri azaldaraq işləyir. Passiv filtrlər əsasən işlər sabit qaldıqda daha yaxşı işləyir, aktiv filtrlər isə əməliyyatlar daim dəyişən hallarda ən yaxşı nəticəni verir. Güc tələbləri gün boyu dəyişən ofis binaları və ya server fermaları kimi yerləri nəzərdən keçirin. Bu günün aktiv filtrləri texnologiyası daha ağıllı dövrələrlə təchiz olunub və onları çətin vəziyyətlərdə fərqləndirir. Bu filtrlərin xüsusi cəhəti onlardır ki, mövcud elektrik sistemlərinə böyük dəyişiklik etmədən asanlıqla inteqrasiya edilə bilər və bu da ümumi elektrik enerjisinin keyfiyyətini artırar. Sadəcə sürətli reaksiya göstərməklə yanaşı, bu sistemlər həm də daha uzun ömürlüdür və uzun müddətdə pul qənaəti təmin edir. Aktiv filtrləri quraşdıran şirkətlərin harmonik problemləri daha sonra həll etmək üçün xərcləməkdən qənaət etdiyi hallar mövcuddur.
Hibrid filtr sisteləri passiv və aktiv filtrasiya texnologiyalarının ən yaxşı tərəflərini birləşdirərək elektrik sistemlərində harmonik problemlərlə mübarizə aparır. Onların seçilən xüsusiyyəti müxtəlif tezliklərdə səmərəli şəkildə işləmə qabiliyyətidir, harmonikləri azaldarkən eyni zamanda güc faktorunu artırır. Bir çox istehsalat zavodları və sənaye müəssisələri bu cür hibrid sistemləri quraşdırdıqdan sonra real nəticələr əldə etmişdir: harmonik distorsiyaların səviyyəsi kəskin azalmış, güc faktorunun göstəriciləri isə yaxşılaşmışdır. Hibrid həll hazırlanarkən mühəndislərin öncə düşünməli olduqları bir neçə vacib aspekt vardır. Sistem mövcud infrastrukturla uyğun işləməli, həmçinin güc faktorunu düzəltmək üçün müvafiq cihazların da daxil edilməsi nəzərdə tutulmalıdır. Həm harmoniklərin nəzarət edilməsi, həm də güc faktorunun saxlanması vacib olan mürəkkəb elektrik tələbləri ilə məşğul olan müəssisələr üçün bu cür hibrid yanaşmalar tez-tez ən praktik həll yolu olur.
Harmonik filtrlərin doğru gərginlik və cərəyan reytinqini müəyyən etmək üçün tətbiqin həqiqətən nəyə ehtiyacı olduğunu və bütün sistem parametrlərini dəqiq bilmək lazımdır. Əvvəlcə, ən yüksək yük şərtlərinə və müxtəlif vəziyyətlərdə sistem gərginliyinin necə davranmasına əsaslanan dəqiq hesablamalar aparılmalıdır. Bu reytinqləri əsas elektrik sistemləri ilə düzgün şəkildə uyğunlaşdırmaq yalnız yaxşı təcrübə deyil, avadanlıqların gələcəkdə nasazlanmasının qarşısını almaq üçün mütləq zəruridir. Filtrlər çox kiçik seçildikdə və ya mövcud sistemlə uyğunlaşmadıqda sobaların qızması kimi problemlər qeyri-istənilən şəkildə baş verir və işlər səmərəsiz gedir. Həqiqi həyat nümunələri reytinqlərin çatışmazlığından nəyin baş verdiyini aydın göstərir: zavodlarda daha çox nasazlıqlar baş verir, təmir briqadaları tez-tez çağırılır və ümumi xərclər nəzarətdən çıxır. Bu təcrübələr praktiki tətbiqlərdə spesifikasiyaların düzgün olması ilə nə qədər vacib olduğunu göstərir.
Filtr seçərkən ən çox yayılmış harmoniklərə üstünlük verilməlidir, xüsusən də 5-ci, 7-ci və 11-ci dərəcəli tezliklərə, hansı ki, sənaye tətbiqlərində tez-tez rast gəlinir. Bu harmonikləri düzgün şəkildə idarə etmək, harmonik distorsiyanı (harmonik tə distortiya) birbaşa aradan qaldırmaq deməkdir və bu, əhəmiyyətlidir, çünki təhrif olunmuş güc avadanlıqlara ziyan vura və müxtəlif keyfiyyət problemlərinə səbəb ola bilər. Doğru filtr seçimi üçün müxtəlif tezlik diapazonlarında onun performansını yoxlamaq lazımdır. THD (ümumi harmonik distortsiya) azaltma göstəricilərini və dəyişən yükü idarə edə bilmə qabiliyyətini yoxlayın. Tezlik spektrində yaxşı əhatə dərəcəsi, həmçinin güc faktorunu düzəltmə avadanlıqları üçün də böyük fərq yaradır. Bu isə nəticədə sistemlərin gündən-günə daha səlis işləməsinə və gözlənilməyən problem olmadan işləməsinə kömək edir.
İmpedansın düzgün hesablanması, mövcud olan reaktiv gücdən qənaət kimi digər avadanlıqlarla harmonik filtrlərin yaxşı işləməsi üçün çox vacibdir. İmpedans səviyyələri düzgün uyğunlaşdırıldığı zaman müxtəlif komponentlər birgə daha yaxşı işləməyə başlayır ki, bu da harmonik torulmaların azalmasına və ümumi elektrik enerjisinin keyfiyyətinin yaxşılaşmasına səbəb olur. Müəndislər bu gün impedans tənzimləmələrini yoxlamaq və tənzimləmək üçün bir neçə yol istifadə edirlər. Ən çox istifadə olunanları isə impedans analizatorlar adlanan xüsusi cihazlar və ya kompüter proqramlarında modelləşdirmədir. Məsələn, sənaye müəssisələrində tez-tez rast gəlinən problem uyğunsuz impedansların artıq enerji itkisinə və səmərəliliyin azalmasına səbəb olur. Bu cür problemlər, adətən, bütün harmonik filtr avadanlıqlarının elektrik sisteminin parametrləri daxilində konflikt yaratmadan yaxşı işləməsi üçün diqqətlə seçilmiş impedans dəyərləri ilə həll edilə bilər.
Harmonik filtrlərin sənaye istifadəsi üçün seçilməsində temperatur dözümlülüyü əsas meyar kimi nəzərdən keçirilməlidir, xüsusilə zavodların döşəmələrində temperaturun yüksək olduğu yerlərdə. Bu filtrlər uzun müddət dayanıqlı olmalı və daimi iş funksiyasını yerinə yetirməlidirlər. IEC 61000 və ya IEEE 519 kimi standartlara uyğun sertifikatları filtrlərin bu cür çətin şərtlərdə nə qədər etibarlı olacağını müəyyən etmək üçün yaxşı göstərici kimi qiymətləndirilməlidir. Sənaye mütəxəssisləri temperatur standartlarına uyğun gəlməyən filtrlərin istilik təsiri nəticəsində gözləniləndən daha tez arızalanma hallarını çox vaxt müşahidə etmişlər. Buna görə də, mühəndislər zavodlar, anbarlar və ya temperaturun gündən-günə çox dəyişdiyi digər yerlər üçün filtrlər seçərkən əvvəlcə temperatur xüsusiyyətlərinə diqqət yetirirlər.
Harmonik filtrlərin güc faktoru korreksiyası (PFC) sistemləri ilə düzgün şəkildə işləməsi elektrik quraşdırmalarında əhəmiyyətli fərq yaradır. Bu komponentlər bir-biri ilə yaxşı qarşılıqlı əlaqədə olduqda, enerji səmərəliliyi və sistem etibarlılığı ümumilikdə artır. Həqiqi çətinlik harmonik filtrləri mövcud PFC sistemləri ilə uyğun şəkildə işləyəcək cür tənzimləməkdən ibarətdir. Tənzimləmələr düzgün aparılmadıqda, yəni səhv parametrlər və ya uyğunsuz komponentlər olduqda, bu çox vaxt enerjinin itirilməsinə və hətta avadanlıqların sıradan çıxmasına səbəb olur. Bir neçə istehsalat zavodlarını nümunə göstərmək olar. Harmonik filtrə və güc faktoru korreksiyasına əsaslanan inteqrasiya olunmuş sistemlər quraşdırdıqdan sonra bir neçə müəssisə ayıraq elektrik xərclərində 15-20% azalma müşahidə etmişdir. Belə qənaət isə vaxt keçdikcə sürətlə artmaqdadır.
Əgər bu sistemlərin uzun müddət səmərəli şəkildə işləməsini təmin etmək istəyiriksə, harmoniki filtrlərin güc faktoru korreksiyası qurğuları ilə birləşdirilməsi rezonans problemlərinə xüsusi diqqət tələb edir. Rezonans əsasən sistem özü üçün xarakterik olan təbii tezlik xarici təsirlərlə üst-üstə düşdükdə baş verir və bu, səmərəsizliyin azalmasından fiziki zədələnmələrə qədər müxtəlif problemlərə səbəb ola bilər. Yaxşı mühəndislər bu barədə öncədən bilirlər və hər hansı bir quraşdırma layihəsinin əvvəlindən potensial rezonans problemlərini müəyyən etmək və aradan qaldırmaq üçün müxtəlif üsullar nəzərdə tuturlar. Əksər mütəxəssislər tezlik uyğunsuzluqlarını sistemlərdə ciddi problemlərə çevrilməzdən əvvəl müəyyən etmək üçün kompüter modelləşdirmə vasitələri və simulyasiya proqram təminatlarından istifadə edirlər. Təcrübə göstərir ki, çoxlu elektrik sistemləri tezliklə bağlı ciddi problemə uğrayır, çünki ilkin planlaşdırma mərhələsində heç kim rezonans amillərinə diqqət yetirməmişdir. Buna görə də layihələndirmə prosesində bu aspektləri qiymətləndirməyə əlavə vaxt sərmayə qoyulması məsləhət görülür.
Paralel kompensasiya baxımından biz bütöv sistemlərin işini yaxşılandırmaq üçün ehtiyat qurğuları ilə birlikdə işləyən harmoniki filtrlərdən danışırıq. Bu yanaşmanı effektiv edən şey harmoniki problemləri həll etmək və eyni zamanda güc faktorunu yaxşılaşdırmaq imkanı verilməsidir, bu da elektrik mühitinin daha təmiz olmasını təmin edir. Dəyişən enerji tələbləri ilə üzləşən sənaye sahələri bu birləşmiş sistemlərdən ən çox faydalanır, çünki tək həll yolları artıq kifayət deyil. Maliyyə baxımından şirkətlər də real qənaət əldə edir. Tədqiqatlar göstərir ki, bu ikiqat yanaşmadan istifadə edən müəssisələr tək tədbirlərdən istifadə edənlərə nisbətən enerji hesablarına daha çox qənaət edir. Daha yaxşı məsamiliyyət gündəlik xərcləri azaldır və eyni zamanda güc keyfiyyətinin müəyyən müddət ərzində sabit qalmasını təmin edir ki, bu da dayanma zamanı xərclərin çox olduğu istehsalat operasiyaları üçün xüsusilə vacibdir.
Harmonik filtrlərə baxarkən bir şeyin ilkin dəyəri ilə gələcəkdə enerji hesabları üzrə nə qədər pul qazandıra biləcəyi arasında tarazlıq yaratmaq lazımdır. Quraşdırma xərcləri və cari texniki xidmət müəyyən dərəcədə passiv filtrlər, aktiv modellər və ya hər iki yanaşmanı birləşdirən hibrid növlər dan danışdığımızdan asılı olaraq müxtəlifdir. Ağıllı şirkətlər həmçinin uzun müddətdə nə qədər qazanacağına dair hesablamalar aparır və tez-tez bu qazancın əvvəlcədən xərclənən pulun çox hissəsini ödədiyini müşahidə edirlər. Məsələn, bir çox istehsalçılar harmonik filtrasiya sistemlərini quraşdırdıqdan sonra aylıq elektrik hesablarının təxminən 15% azaldığını bildirirlər. Əslində, rəqəmlər ən yaxşı şəkildə hekayəni danışır. Əksər təcrübəli mühəndislər investisiya ilə aydan-aya baş verən real qazanc arasında neytral nöqtənin harada yerləşdiyini göstərən sadə qrafiklərin hazırlanmasını tövsiyə edirlər.
Uzun müddətli olaraq bütün xərclərin ümumi şəklinə baxmaq şirkətlərə müxtəlif filitr variantlarının həqiqətən də nə qədərə başa gəldiyini daha yaxşı başa düşməyə kömək edir. Burada əsasən filtrlərin alınmasından, onların quraşdırılmasına, işlək vəziyyətdə saxlanmasına və nəhayət, onlardan imtina edilməsinə qədər olan bütün məqamlar nəzərdə tutulur. Passiv, aktiv və hibrid filtrləri bir-birilə müqayisə etdikdə şirkətlər öz konkret vəziyyətləri üçün ən yaxşı işləyən variantı daha aydın şəkildə qiymətləndirə bilərlər. Məsələn, passiv harmonik filtrlərə baxaq — onlar adətən aktiv olanlara nisbətən ilk növbədə daha ucuzdur və daha az diqqət tələb edirlər; aktiv filtrlər isə daimi yoxlamalar və tənzimləmələr tələb edir. Praktiki halların çoxu bu xərclərin ümumi müddətini nəzərə almamaqla bağlı qəbul edilmiş qərarların gələcəkdə gözlənilməz xərclərə səbəb olacağını göstərir. Bir çox şirkət səhv filtr növünün seçilməsinin əməliyyat prosesində çətinliklər yaratdığını və pullarının itirilməsinə səbəb olduğunu acı bir şəkildə öyrənib; bu, avadanlıqların alınmasında büdcə planlaşdırılması zamanı hər bir şirkətin nəzərdən keçirməli olduğu məqamdır.
Aktiv tipli harmonik filtrlər passiv olanlara nisbətən daha çox əl ilə tənzimlənmə tələb edir və bu da onların sahibliyinə dövr ərzində nə qədər məsrəfli olduğunu və həmçinin işləmə effektivliyini birbaşa təsirləyir. Aktiv komponentlər üçün büdcə planlaşdırılması edən hər kəs bu amili ilk gündən planlaşdırmalıdır. Aktiv filtrlərdə işləyən müəssisələr problemlər baş verməzdən əvvəl əvvəlcədən tənzimlənmə cədvəli hazırlamalıdırlar. Biz çox vaxt tənzimlənmədiyi üçün sistemlərin qəfil dayanmasına və ya bahalı təmir xərclərinə səbəb olan hallarla qarşılaşmışıq. Məsələn, X Zavodu uzun müddət tənzimlənməni diqqətə almamış və sistemləri ən yüksək istehsalat dövründə tamamilə dayanmışdı. Sistemli tənzimləmə isə filtrlərin ən yaxşı şəkildə işləməsini təmin edərək qəfil arızalar nəticəsində yaranan problemlərdən də qoruyur. Əslində düzgün tənzimləmə yalnız fəlakətləri qarşısını almaqla kifayətlənmir, həm də enerji səmərəliliyinin artırılması yolu ilə uzun müddətli qənaətə kömək edir.