aktiv Harmonik Filtrə Ehtiyacınız Olduğunun 5 İşarəsi

Avadanlıqların Artıq Qızması və Tez Zamanda Sürüşməsi

Harmonik Distorsionun Transformatorlarda, Kabellərdə və Mühərriklərdə İstilik Gərginliyinə Səbəb Olan Yolları

Harmonik cərəyanlar elektrik sistemləri üzrə keçərkən I kvadrat R istiliyi adlanan müqavimət itkiləri yaradır və bu itkilər tezlik artdıqca daha da sürətlə artır. Həmçinin, mühərriklər də bu problemdən əziyyət çəkir, burada yüksək tezlikli harmoniklər rotorun daxili hissələrində istenməyən girdab cərəyanları yaradır. Eyni zamanda, gərginlik dalğa formalı distortiya olarkən, transformatorlar layihələndirildiyindən daha çox işləməyə məcbur olur və tez-tez öz nominal kVA həddini aşır. 2023-cü ilə aid güc sistemləri üzrə aparılan son tədqiqat obyekt menecerləri üçün narahat edici bir faktı ortaya qoymuşdur. Ümumi harmonik distorsiya səviyyəsi 18%-dən yuxarı olan müəssisələrdə kabel izolyasiyasının IEEE-519 standartlarına uyğun işləyənlərə nisbətən təxminən 25% daha sürətli zəiflədiyi müşahidə edilib. Belə soyulma vaxt keçdikcə yığılır və təmir və əvəzetmə xərclərinə səbəb olur.

Aktiv Harmonik Filtrin İstiləşmənin Azaldılmasında və Avadanlıqların İşlək Ömrünün Uzadılmasında Rolu

Aktiv harmonik filtrlər bir neçə zavoddakı testlərə görə transformator temperaturunu təxminən 18 dərəcə Selsi (təxminən 32 Farenheit) qədər azaldan, baş verən harmonik cərəyanlara əks cərəyanlar verərək istilik gərginliyini azaldır. Passiv filtrlər isə bəzən rezonans problemləri yarada bilir. Yeni nəsil aktiv modellər isə köhnə tipli sistemlərin edə bilmədiyi kimi, harmonik şablonlar dəyişdikcə özünü tənzimləyir. Çoxlu müəssisələrdə quraşdırma sonrası güc faktoru 0.98-dən yuxarı sıçrayır, lakin nəticələr konkret şərait və avadanlıqların yaşından asılı olaraq dəyişir.

Tədqiqat işi: Aktiv Harmonik Filtr Quraşdırılması ilə Sənaye Müəssisəsində Mühərrik Arızalarının Azaldılması

Orta Qərbdə yerləşən bir paketləmə zavodu 600A aktiv harmonik filtr sistemi quraşdırdıqdan sonra 12 ay ərzində mühərrik əvəzetmə xərclərini 72% azaltdı. Qeydə alınmış məlumatlar göstərir:

Parametr	Quraşdırmadan əvvəl	Quraşdırma Sonrası
Mühərrik Sarğı Temperaturu	148°C	112°C
Yataq dəyişdirmək	19/ay	5/ay
Enerji xərcləri	42.800$/ay	37.200$/ay

$186 000 investisiya, birgə enerji qənaəti və azalmış texniki xidmət xərcləri sayəsində 22 ayda tam qayıdış əldə etdi.

Həssas elektron sistemlərdə tez-tez baş verən nasazlıqlar

İdarəetmə sistemləri və İT infrastrukturuna harmonik çirklənmənin təsiri

Harmonik çirklənmə qarışıqa daxil olduqda, təmiz gərginlik dalğa formalarnı pozur və həssas elektron avadanlıqlar üçün müxtəlif problemlər yaradır. Rəqəmlər də olduqca maraqlı bir hekayə danışır. Gərginlik ümumi harmonik distorsiya (THD) göstəricisi 5%-dən çox olan obyektlərdə PLC sistemlərində xəta kodlarının sayı təxminən üçdə bir qədər artıb. Və THD 8%-dən yuxarı qalxdıqda, 2023-cü ilin sənaye sahələri üzrə keçirilmiş son sorğulara görə, serverlərin təkrar başladılması təxminən nəzərdə tutulandan yarım dəfə çox tez-tez tələb olunur. Bir çox mühəndisin kifayət qədər danışmadığı şey, bu harmonik cərəyanların kondensator dielektrik gərginliyini artırması və əslində lövhələrin normaldan daha sürətli aşınmasına səbəb olmasıdır. Dəyişkən tezlik sürücüləri və indi hər yerdə gördüyümüz açar rejimli enerji təchizatı sistemləri işlədən yerlər üçün bu problem daha da böyük başağrısı halına gəlir. Bu cihazlar yalnız modern binaların elektrik sistemlərində axan bütün harmonik cərəyanların 60-dan 85 faizinə qədərini təşkil edir.

Dalğa Formasının Düzəldilməsi ilə Aktiv Harmonik Filtrlər İstifadə edərək Təmiz Elektrikin Bərpası

Aktiv harmonik filtrlər, harmonik tezlikləri (2-ci–50-ci dərəcə) aşkar etmək, qarşı fazalı cərəyanlar daxil etmək və ümumi harmonik bozulmanı (THD) 3%-dən aşağı endirmək üçün real vaxt monitorinqi və IGBT (İzolyasiyalı Qapılı Bipolyar Tranzistor) texnologiyasından istifadə edir. Təmiz sinusoidal dalğa formalarının bərpası ilə bu sistemlər rəqəmsal idarəetmə sistemlərində məlumatların pozulmasına səbəb olan gərginlik oymalarının 92%-ni aradan qaldırır.

Həqiqi İstifadə: Ticarət Binalarında Həssas Yüklerin Qorunması

Orta Qərbdə yerləşən bir mərkəz SCADA sisteminin səhvlərində təsirli azalma qeyd etdi - əslində təxminən 78% azaldı - onlar 400A aktiv harmonik filtri quraşdırdıqdan sonra. Filtr cari THD səviyyəsini problemli olan 15% göstəricilərindən çoxu normal hesab edilən aralığa endirdi. Bu həll bir neçə narahat edici problemin həllinə də gətirdi, o cümlədən narahat edici EMI ilə əlaqəli firewall sıfırlanmalarına, hansı ki, əlverişsiz vaxtlarda baş verirdi. Həmçinin kritik əməliyyatlarda temperatur idarəetmə sistemlərini təsir edən gərginlik düşgüləri azaldı və UPS sistemlərindən gələn davamlı yanlış siqnallar nəhayət işçiləri narahat etməyi dayandırdı. Ümumi xərclərə baxdıqda, illik texniki xidmət xərcləri təxminən yarısı qədər azaldı, bu da gündən-günə planlaşdırılmamış fasilələr olmadan işləməni təmin etmək üçün düzgün harmonik idarəetmənin nə qədər vacib olduğunu aydın şəkildə göstərir.

Kondensator Bankının Aşırı Yükü və Harmonik Rezonans Problemləri

Reaktiv gücün kompensasiya sistemləri harmonik rezonans baş verdikdə ciddi problemlərlə qarşılaşır. Kondensator bankları müəyyən harmonik tezliklərdə sistemin induktivliyi ilə qarşılıqlı təsirdə olduqda problem yarada bilər. Bu halda, impedans kifayət qədər sürətlə azalır. Bu isə IEEE standartı 18-2020-ə görə hətta 400 faizə qədər arta biləcək distorsion cərəyanlarına səbəb olur. Bu vəziyyətin nəticəsi bir neçə amilin təsiri ilə kondensatorların daha sürətli aşınmasıdır. Bunlara dielektrik gərginlik, kondensatorların hesablanmış dəyərlərindən yuxarı olan cərəyan səviyyələri və əlavə istilik nəticəsində avadanlıq daxilində temperaturun əhəmiyyətli dərəcədə yüksəlməsi daxildir. Bu birləşmiş təsirlər iştirak edən komponentlərin ömrünü həqiqətən qısaltır.

Reaktiv gücün kompensasiya sistemlərində harmonik rezonansın təhlükəsini anlamaq

Sənaye mühitində kondensatorların 73%-i diaqnostika edilməmiş harmonik rezonansdan dolayı xarab olur (IEEE Power Quality Report 2022). Əgər harmonik tezliklər təbii rezonans nöqtələri ilə üst-üstə düşərsə, ənənəvi güc faktoru korreksiya sistemləri problemi daha da pisləşdirə bilər. Rezonans tezliyi aşağıdakı kimi hesablanır:

f_resonance = f_base × √(SSC / Q)

Burada SSC sistemin qısa qapanma tutumudur və Q kondensator qrupunun gücüdür. Sonuncu güc keyfiyyəti tədqiqatlarında göstərildiyi kimi, 5-ci və 7-ci harmoniklər (300–420 Hz) standart 50 Hz/60 Hz şəbəkələrdə tez-tez rezonans yaradır.

Passiv həllər əvəzinə aktiv harmonik filtrlərdən istifadə edərək kondensatorların xarab olmasının qarşısını almaq

Müasir aktiv harmonik filtrlər 50 mikrosaniyə ərzində ləğv etmə cərəyanları verir — bu, tipik kondensator reaksiya vaxtından 25 dəfə sürətlidir — və yeni rezonans riski yaratmadan işləyir. Passiv filtrlərdən fərqli olaraq, onlar 2-ci ilə 51-ci harmonik aralığında geniş spektrli korreksiya təmin edir və əl ilə sazlamaya ehtiyac yoxdur.

Xüsusiyyət	Passiv filtrlər	Aktiv filtrlər
Rezonans Riski	Yuksək	Yox
THD Azaldılması Aralığı	Sabit tezliklər	2-ci–51-ci harmoniklər
Təmir Tələbləri	Kvartalda bir sazlama	Özünüizləmə

47 müəssisənin 2023-cü il texniki təhlili aktiv filtrlərin kondensatorların əvəz olunması xərclərini passiv sistemlərlə müqayisədə 92% azaltdığını göstərdi və quraşdırılan bu sistemlər sayəsində dayanma və təmir xərclərindən qənaət edilərək 14 aydan az müddətdə investisiyanın qayıdışı əldə edildi.

Standartları aşan yüksək ümumi harmonik bozulma (THD) səviyyələri

Güc keyfiyyəti tələblərinə uyğunluğun qiymətləndirilməsi üçün gərginlik və cərəyan THD-nin ölçülməsi (məsələn, IEEE-519)

THD və ya Ümumi Harmonik İstorsion, əsasən elektrik sistemlərimizdə nə qədər istənilməyən harmonik səs-küyün olduğunu göstərir. 2022-ci ilin ən son IEEE standartı gərginlik istorsionunu 5% -dən aşağı, cərəyan istorsionunu isə 8% -dən aşağı saxlamağı tövsiyə edir. Lakin bu günə qədər çoxsaylı dəyişən tezlik sürücüləri işlədən sənaye müəssisələrinə baxın və nə görürük? Sistemdəki əsas nöqtələrdə THD göstəriciləri tez-tez 15%-dən yuxarıya çatır. Bu, qəbul edilə bilən həddən təxminən 2,7 dəfə yüksəkdir. Son məlumatlara baxdıqda vəziyyət daha da pisləşir. 2024-cü ildə yayımlanan uyğunluq hesabatı ABŞ-dakı beş istehsalat zavodundan birinin yenilənmiş standartlarda THD səviyyələri ilə hələ də mübarizə apardığını göstərir, hətta tənzimləyicilər bərpa olunan enerji mənbələrini nəzərə almaq üçün tələbləri bir qədər yumşaltsa belə.

Aktiv Harmonik Filtrlər: Real Vaxtda THD-ni >18% -dən <5% -ə qədər azaltmaq

Harmonik filtrlər həqiqətən çox tez işləyir, 2023-cü ildə aparılan bəzi son testlərə görə, yalnız 2 millisaniyədə narahat edici harmonik təhriflərdən qurtulur. Bu cihazlarda bu gün fabriklərdə gördüyümüz böyük sənaye robotları və ya hər yerdə görünməyə başlayan super sürətli EV şarj stansiyaları kimi müxtəlif elektrik yükü hallarında belə bütün standartlara uyğunluğunu saxlayan ağıllı inteqrasiya olunmuş adaptiv sistemlər var. Məsələn, bir yarımkeçirici istehsal zavodunda enerji keyfiyyəti ilə bağlı ciddi problemlər vardı ki, bu da istehsalı pozurdu. Modul aktiv filtrlər quraşdırdıqdan sonra gərginlik THD səviyyəsini təxminən 17,8%-dən 3,2%-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə azaltdılar. Bu dəyişiklik onlara hər il təxminən yetmiş min dollardan artıq qənaət etdi, çünki əvvəllər dəfələrlə partiyaların məhv edən narahat edici enerji dalğalanmaları səbəbindən çoxlu lövhə itirməkdən xilas oldular.

Sənayedə Artan Tendensiya: Aktiv Harmonik Filtrlərin Qəbulu ilə Tənzimləyici Hədlərə Uyğunlaşma

2024-cü ildə Grand View Research-ə əsasən, aktiv harmonik filtrlərin dünya bazarı 2030-cu ilə qədər illik təxminən 8,9% artım göstərməlidir. Bunun böyük hissəsi 14 G20 ölkəsində indi tətbiq olunan sərt elektrik keyfiyyəti qaydalarına bağlıdır. Bir çox qida emalı müəssisələri köhnə kondensator banklarından bu yeni nəsil aktiv sistemlərə keçid edirlər. Sənaye hesabatları göstərir ki, təzyiqli harmonik distorsiyaya görə təchizat şirkətləri ciddi tədbirlər görməyə başlayıb. Əgər ticarət zonalarında distorsiya səviyyəsi uzun müddət 8%-dən yuxarı qalarsa, müəssisələr saatlıq kilovat saat başına 12 ABŞ dolları qədər cərimə ilə üzləşə bilər.

SSS

Harmonik tə distortiya nədir?

Elektrik sistemlərində harmonik distorsiya adətən mühərrik və ya elektron cihazlar kimi xətti olmayan yük səbəbindən yaranan təmiz sinusoidal dalğa formalardan kənara çıxma hadisəsini ifadə edir.

Harmonik bozulma transformatorları necə təsir edir?

Deformasiya olunmuş dalğa formalari transformatorlara artıq yük salır, onların tutumlarından kənara çıxaraq işləməsinə səbəb olur ki, bu da qızışmaya və tez xarab olunmaya gətirib çıxara bilər.

Aktiv harmonik filtrlər nədir?

Aktiv harmonik filtrlər elektrik sistemlərində Ümumi Harmonik Bozulmanı (THD) azaltmaq üçün əks fazalı cərəyanlar daxil edərək harmonik cərəyanlara qarşı çıxan irəli texnologiya cihazlardır.

Tezlik çeviriciləri niyə harmonik çirklənmə yaradır?

Dəyişən tezlik çeviriciləri mühərriklərə verilən enerjinin tezliyini dəyişdirərək elektrik sistemi çirklənməsinə səbəb olan harmonik cərəyanlar yaradır.