Aktiv harmonik kompensatoru necə mürəkkəb sənaye şəraitində sabit güc təmin edir?

Harmonik distorsiyanı və sənaye elektrik sistemlərinə təsirini başa düşmək

Sənaye elektrik sistemlərində harmonik distorsiyaya nə səbəb olur?

Dəyişən tezlik çeviriciləri (VFD-lər), UPS sistemləri və LED sürücüləri kimi xətti olmayan yüklər elektrik enerjisini hamar sinusoildən əvəz olaraq qısa impulslarla çəkəndə harmonik distorsiya baş verir. Nəticədə əldə edilən əlavə tezliklər sadəcə standart 50 və ya 60 Hz güc təchizatımızın çoxluqlarıdır. Məsələn, VFD-lər tez-tez 5-ci, 7-ci və 11-ci harmonikləri yaradır, çünki onların düzləşdiriciləri çox sürətli işə düşür. 2023-cü ildə elektrik enerjisinin keyfiyyəti ilə bağlı aparılan tədqiqatlar müəyyən etdi ki, bu cür avadanlıqlarla dolu fabriklərdə ümumi harmonik distorsiya səviyyəsi adətən 15%-dən 25%-ə qədərdir ki, bu da IEEE 519-un təhlükəsiz hesab etdiyi təqribən 8% səviyyəsindən xeyli yuxarıdır. Əgər bu elektrik gürültüsü nəzarətdən çıxarsa, izolyasiya materiallarının aşınmasına, transformatorların normaldan daha isti işləməsinə və ən pis hallarda sistem səmərəliliyinin təqribən 20%-ə qədər azalmasına səbəb ola bilər.

Yaygın Xətti Olmayan Yüklər (məsələn, VFD-lər, UPS, LED Sürücülər) və Təsiri

Yük növü	Harmonik İştirakı	Əsas Təsir
Dəyişən Tezlik Çeviriciləri	5-ci, 7-ci, 11-ci	Mühərrikləri qızdırır, mis proqram itkisini 30% artırır
UPS sistemləri	3-cü, 5-ci	Gərginliyi distorsiyaya uğradır, yanlış avtomat maşın söndürmələrini aktivləşdirir
LED sürücülər	3-cü, 9-cu	Kondensatorların istismar müddətini 40–60% azaldır

Ümumi harmonik distorsiyasının (THD) ölçməsi və güc sabitliyi üçün nə üçün vacibdir

Ümumi harmonik distorsiya, və ya qısaca THD, əsasən elektrik siqnallarına normalda olması lazım olanla müqayisədə nə qədər artıq məlumat əlavə edildiyinə baxır. Əksər mütəxəssislər IEEE 519 təlimatlarına əsasən gərginlik THD-ni 5% -dən aşağı saxlamağı tövsiyə edirlər. Bu, transformatorların aşırı yüklənməsini dayandırır, neytral keçidlərdə istilənmə problemlərini təxminən iki üçdə azaldır və kondensator banklarının təhlükəli rezonans vəziyyətlərinə düşməsini dayandırır. 2023-cü ildən olan sonraki tədqiqat nümayiş etdirdi ki, bu aktiv harmonik azaldan sistemlərdən istifadə edən müəssisələr təxminən 68% az qədər gözlənilməz bağlanmanı yaşadılar. Davamlı qorunma üçün, bir çox yerlər artıq güc keyfiyyəti analizatorlarından istifadə edərək distorsiya sıçrayışlarını erkən mərhələdə aşkar edir və beləliklə texniklər avadanlıqlara ciddi zərər dəyməzdən əvvəl problemi həll edə bilərlər.

Aktiv harmonik azaldıcıların sənaye tətbiqlərində güc keyfiyyətini necə yaxşılaşdırdığı

DSP-əsaslı nəzarət texnologiyası ilə real vaxtda harmonik kompensasiyası

Harmonik ləğv edicilər narahat edici harmonik tə distortiya tə tə qeyri-adi tezlikdə dəyişən sürətlə müəyyən edib aradan qaldırmaq üçün rəqəmsal siqnal emalından, yaxud ümumi qısa adı ilə DSP-dən istifadə edir. Bu cür sistemlər dəyişən cərəyan və gərginlik dalğaları vasitəsilə nəyin daxil olduğunu qiymətləndirir və daha sonra dəyişən tezlikli sürücülər və kəsilməz enerji təchizatı sistemləri kimi cihazlardan gələn zərərli təsirləri aradan qaldıran əks cərəyanlar yaradır. Keçən il dərc olunan bəzi tədqiqatlara görə, DSP texnologiyası ilə təchiz edildikdə bu cür ləğv edici sistemlər əksər hallarda ümumi harmonik tə distortiya tə 4% -dən aşağı səviyyəyə endirir. Bu o deməkdir ki, bu cihazlar IEEE 519-2022 tələblərini ödəyir və hətta bəzən onları aşır, xüsusilə də son zamanlar qədər sərtləşmiş tənzimləmələr nəzərə alınmaqla bu olduqca təsir bağlayıcıdır.

Yük Dəyişikliklərinə və Şəbəkə Dəyişkənliyinə Dinamik Cavab

Passiv filtrlərdən fərqli olaraq, aktiv həllər dərhal dəyişən yük profillərinə və şəbəkə şərtlərinə uyğunlaşır. Dəyişən tələblərə malik obyektlərdə — məsələn, məlumat mərkəzlərində və ya qaynaq işləri zamanı — aktiv kompensatorlar 50 mikrosaniyədən az vaxt ərzində reaksiya verir, gərginlik düşmələrini qarşısını alır və aniden yük dəyişiklikləri zamanı pozuntuların riskini minimuma endirir.

Aktiv Harmonik Filtrlər və Passiv Həllər: Performans və İstifadə imkanları

Xüsusiyyət	Aktiv Kompensatorlar	Passiv filtrlər
Sıklıq aralığı	2 kHz — 50 kHz	Sabit (məsələn, 5-ci, 7-ci harmoniklər)
Müəyyənləşdirmə qabiliyyəti	Avtomatik tənzimləmə	Qol ilə tənzimləmə
Məkan səmərəliliyi	Kompakt (modul dizayn)	Böyük LC komponentlər
Aktiv sistemlər bütün harmoniklərin 98%-inə qədərini aradan qaldırır, lakin passiv filtrlər yalnız əvvəlcədən tənzimlənmiş tezliklərə məhdudlaşır, Energy Engineering Journal (2024) məlumatlarına əsasən.

Data Mərkəzlərində və İstehsalat Qurğularında Gücün Etibarlılığını Artırmaq

Yarımkeçirici istehsalında aktiv harmonik aradan qaldırıcılar transformator itkilərini 18% azaltdı və UPS iş rejimi müntəzəmliyini 27% yaxşılaşdırdı. Bu sistemləri istifadə edən data mərkəzləri 99.995% elektrik enerjisinin keyfiyyət standartlarına uyğunluğu təmin edir—hipermaqeydlə hesablama üçün vacibdir—həm də illik təxminən 740 min ABŞ dolları qədər avadanlıq əvəzetmə xərclərindən qənaət edilir (Ponemon İnstitutu, 2023).

Yüksək Təhrif Şəraitində Aktiv Harmonik Aradan Qaldırıcıların Performansı

Bu günə qədər harmoniklərlə bağlı problemlər daha böyük müəssisələrdə daha çox rast gəlinir, çünki dəyişən tezlikli sürətlər, qeyri-müntəzəm elektrik təchizatı və bu cür qeyri-xətti yüklər hər tərəfə quraşdırılır. Aktiv harmonik aradan qaldırıcılar bu cür çətin vəziyyətlərdə ənənəvi üsulların həll edə bilmədiyi hallarda xüsusilə faydalı olduğunu sübut etmişdir. Keçən il Nature jurnalında dərc olunan son araşdırmalar da təəccüblü nəticələr göstərdi. Bu AHM cihazları sınaq zamanı 8% -dən artıq olmayan ağır hallar istisna olmaqla, ümumi harmonik distorsiyanı 5% -dən aşağı endirə bildi. Bunun üçün cihazlar reallaşma vaxtında filtrləri daim tənzimləyir. Bahalı avadanlıqların zərər görməsindən narahat olan şirkətlər üçün bu günə qədər AHM-lərin bu cür səviyyədə effektivliyi vacib investisiya hesab olunur.

Aktiv Filtrasiyanın Ağır Harmonik Mühitlərdə Effektivliyi

Müasir Aktiv Harmonik Azaldanlar dinamik cərəyan enjeksiya üsullarından istifadə edir və 50-ci dərəcəyə qədər olan harmonikləri bastırma qabiliyyətinə malikdir. Bu sistemlər ümumi birləşmə nöqtəsində (PCC) ümumi harmonik distorsiya 25%-dən yuxarı çıxanda belə yaxşı işləməyə davam edir. Ənənəvi passiv filtrlər distorsiya səviyyəsi təxminən 15%-dən artıq olduqda artıq effektiv olmur. Son araşdırmalara görə, bu inkişaf etmiş sistemlər köhnə modellərdən üç dəfə daha sürətli reaksiya verir. Bu daha tez reaksiya vaxtı, hamımızın əvvəllər şahidi olduğu qiymətli kondensator bankı sıradan çıxmalrını qarşısını almaqda və transformatorlarda sistemin işə dayandırılmasına səbəb ola biləcək təhlükəli termal gərginlik yığılmasının qarşısını almaqda böyük rol oynayır.

Tədqiqat Nümunəsi: Bir neçə VFD olan istehsalat zavodunda THD-ni azaltmaq

2024-cü ildə nəşr olunan simulyasiya tədqiqatı Doğa 32 VFD işlədən zavod qiymətləndirildi. AHM-lər quraşdırıldıqdan sonra cərəyan THD 28,6% -dən 3,9% -ə endi, gərginlik THD isə 8,7% -dən 2,1% -ə endi — hər iki göstərici IEEE 519-2022 həddindən kənar oldu. Bu, transformatorlarda rezonans isitməsini aradan qaldırdı və enerji itkisini 19% azaltdı, bu da AHM-nin mürəkkəb sənaye şəbəkələrində miqyaslanmasını təsdiqlədi.

Böyük miqyaslı AHM yerləşdirilməsi ilə bağlı məhdudiyyətlərin və səhv anlayışların həll edilməsi

Əksər insanlar hələ də onların nə qədər mürəkkəb olduğundan narahat olurlar, lakin əksər müasir modulyar AHM-lər yalnız enerji qənaətini nəzərə alsaq belə, öz dəyərini olduqca tez qaytarır. Başlanğıc xərcləri 18 ilə 24 ay arasında ödənilə bilər. Həqiqətən də, bu sistemlərin sınaqlarında təsisi demək olar ki, 99,8% iş vaxtına malik olduğu və demək olar ki, daim işlədiyi göstərilmişdir. Yaxşı tərəfi odur ki, heç nəyi dayandırmadan bir neçə PCC yerində quraşdırma aparıla bilər. Bütün bunlar bir zamanlar bəzi insanların onların etibarlılıq problemləri haqqında düşündüklərinin əksinədir. Bu gün AHM-lər heç bir nasazlığa yol verməyən gücləndirici sistemlərlə məşğul olan şirkətlər üçün ən yaxşı seçim halına gəlib.

Optimal Harmonik Azaldılması Üçün Nəzarət Strategiyaları və Əsas Sürət Göstəriciləri

DSP ilə idarə olunan Aktiv Harmonik Azaldıcılarında İrəli Nəzarət Alqoritmləri

Rəqəmsal siqnal emalına əsaslanan aktiv harmonik azaldılması sistemləri rekursiv ən kiçik kvadratlar (RLS) və sürətli Furie çevrilməsi (FFT) kimi ağıllı alqoritmlərdən istifadə edərək hər bir mikrosekundda cərəyan dalğa formalarını yoxlayır. Bu sistemlərin gördüyü iş 50-ci dərəcəyə qədər olan harmonikləri müəyyən edib onları ləğv etməkdir. Dəyişən tezlikli sürət çeviriciləri və bərpaedicilərlə bağlı real vəziyyətlərə baxdıqda, əksər quraşdırmalarda ümumi harmonik distorsiya 60 ilə 80 faiz arasında azalır. 2023-cü ildə aparılan bəzi son testlər yük dəyişikliklərinə baxmayaraq THD-ni 5% -dən aşağı saxlayan yarımkeçirici istehsalı müəssisələrinin IEEE standartında 2022-ci ildə təsdiq edilmiş tələblərə cavab verdiyini göstərmişdir.

Uğurun qiymətləndirilməsi: THD azalması, sistem səmərəliliyi və reaksiya müddəti

Üç əsas metrik azaldılma uğurunu müəyyən edir:

• THD-nin azalması : 5% -dən az gərginlik THD hədəfləmək avadanlıqların sobalı istiliyini qarşısını alır və kondensatorların rezonansını qarşısını alır.
• Enerji Səmərəliliyi : 98%+ effisientliyə malik vahidlər orta ölçülü zavodların illik 45 min dollardan artıq enerji itkisini qarşısını alır (Pike Research 2023).
• Cavab vaxtı : Ən yaxşı modellər CNC maşınları və tibbi görüntüləmə sistemlərini qorumaq üçün əhəmiyyətli olan əyilmələri 2 millisaniyə ərzində aradan qaldırır.

Sənaye Tətbiqi və Praktik Həyata Keçirilməsi Bərpa Edən Maneələr

Təsdiqlənmiş faydalarına baxmayaraq, sənaye sahələrinin 42%-i AHM istifadəsini başlanğıc xərcləri və daxili güclü keyfiyyət ekspertizasının olmaması səbəbindən gecikdirir (Pike Research 2023). Bu maneələri aradan qaldırmaq üçün:

1. Keçirin yüklər Profili Analizi kompensatorun ölçüsünü dəqiq müəyyən etmək üçün.
2. İstehsal xətləri üzrə mərhələli tətbiq üçün modulyar sistemləri seçin.
3. Bakım personalını THD meyllərini və sistem diaqnostikasını şərh etməyə təlim edin.
   Bu addımların həyata keçirilməsi harmoniklə bağlı dayanma müddətini 30–50% azalda bilər və eyni zamanda beynəlxalq elektrik keyfiyyəti standartlarına uyğunluq yaradır.

Aktiv Harmonik Kompensatorların Bərpa Edici Enerji Sistemlərinə və Qeyri-xətti Yüklərə inteqrasiyası

Yenilənə bilən enerji sistemlərinin, məsələn, günəş panel və külək türbinlərinin quraşdırılması elektrik harmonikləri baxımından bəzi xüsusi problemlər yaradır, çünki bu sistemlər əsasən güclü elektron çeviricilərə əsaslanır. Gündüz işığı səviyyələri dəyişdikdə və ya küləyin sürəti dəyişdikdə çeviricilər müxtəlif tezliklərdə işə düşür və hamımızın yaxşı bildiyi 5-ci ilə 13-cü dərəcəli harmonikləri yaradır. Bu istəlməyən tə distortsiyalar sənaye enerji şəbəkələrinə daxil olur və bəzən yenilənə bilən enerjinin əsas təminat olduğu yerlərdə ümumi harmonik distorsiya (THD) səviyyəsinin 2023-cü ildə EPRI tərəfindən aparılan tədqiqatlara əsasən 8%-i keçməsinə səbəb olur. Bu problemi aradan qaldırmaq üçün rəqəmsal siqnal emalı texnologiyasına malik müasir harmonik filtrlər əks cərəyan göndərərək yaranan zərərli harmonikləri ləğv edir. Bu da THD-ni günəş fermalarını buludlar keçdiyi və ya külək türbinləri aniden sürətlənməyə başladığı hallarda belə 5% və ya daha aşağı səviyyədə saxlayır.

Yarmonik Çətinliklər Güneş və Külək Elektrik Santrallarında

Məsələ fotovoltaik invertorlardan və həmin interharmonikləri yaradan ikitərəfli qidalanan asinxron generatorlardan irəli gəlir ki, bu da əslində adi harmonik diapazonu ilə eyni diapazona düşür. Bu, onların çıxarılmasının çətinləşməsinə səbəb olur. Məsələn, günəş fermalarında modul səviyyəli güclü elektronika sistemlərindən (MLPE) istifadə edildikdə, ümumi harmonik distorsiya (THD) massivin bir hissəsinin kölgəli olmasından asılı olaraq 9,2 faizə qədər arta bilər. Xoşbəxtlikdən, bu gün bazarıda aktiv harmonik azaldıcı cihazlar mövcuddur. Bu cihazlar alqoritmlərini müəyyən tezliklərə uyğunlaşdırmaqla işləyir, əsasən 25-ci dərəcə harmoniklərdən aşağı tezliklərə yönəldilir və eyni zamanda əsas enerji şəbəkəsi ilə sinxronlaşdırma saxlanılır. Bu, effektiv bir yanaşmadır, lakin sahə şərtlərindən asılı olaraq diqqətlə tənzimlənmə tələb edir.

Qarışıq Güc Quraşdırmalarında Şəbəkə Uyğunluğunun Təmin Edilməsi və THD-nin Aşağı Saxlanması

İrəli Harmonik Azaltma sistemləri kompensasiya siqnallarını şəbəkə gərginliyinin dəyişməsinə təxminən yarım millisekund ± dəqiqliyi ilə uyğunlaşdıraraq şəbəkələrin sabitliyini saxlayır. Bu cür vaxtlaşdırma batareya saxlama sistemləri üçün çox vacibdir, çünki onlar doldurma və boşaltma fazalarında 3-dən 7%-ə qədər Ümumi Harmonik İvanımla (THD) çıxarır. Son zamanlar həyata keçirdiyimiz qarışıq günəş və dizel əməliyyatlarından birini nəzərdən keçirək. Sistem ümumi harmonik distorsiyanı 11.3% -dən 2.8% -ə endirdi və generatorlar arasında keçid edərkən güc faktorunu 99.4% -ə yaxın saxladı. Bu cür yaxşılaşmalar yalnızca gözəl görünmür. Həmçinin, müəyyən bir nöqtədə tələb olunan enerjinin 40% -dən çoxunu bərpa olunan mənbələr təmin etməyə başladığı anlarda çox vacib olan ciddi IEEE 519-2022 standartlarına cavab verməyə kömək edir.

عمومی سواللار بؤلومو

Harmonik tə distortiya nədir?

Harmonik bozulma, yəni elektrik yüklərinin elektrik enerjisini dalğanın hamar formasında deyil, impuls şəklində çəkməsi nəticəsində yaranır və bu da standart elektrik təchizatını pozan istənilməyən tezliklər yaradır.

Harmonik bozulma sənaye elektrik sistemlərinə necə təsir edir?

Harmonik bozulma elektrik mühərriklərinin soba qızması, avtomatik açarların səbəbsiz işə düşməsi, elektrik komponentlərinin istismar müddətinin azalması və ümumi sistem səmərəliliyinin enməsinə səbəb ola bilər.

Aktiv Harmonik Neytrallaşdırıcılar (AHN) nədir?

AHN-lər harmonik bozulmaları real vaxtda aşkarlayaraq aradan qaldıran, güc keyfiyyətini və etibarlılığını yaxşılaşdıran ağıllı alqoritmlər və DSP texnologiyasından istifadə edən qurğulardır.

AHN-lər ənənəvi üsullarla müqayisədə nə qədər effektivdir?

AHN-lər ümumi harmonik bozulmanı 5%-dən aşağı səviyyəyə endirməkdə, yüklənmə dəyişikliklərinə sürətli cavab verməkdə və avadanlıqların sıradan çıxmasının qarşısını almaqda olduqca effektivdir, ənənəvi passiv filtrlərdən daha üstün performans göstərir.

AHN-lər bərpa olunan enerji sistemləri üçün nəyə görə vacibdir?

AHM-lər yenilənə bilən enerji mənbələri gücləndiricilərə dəyişən tezliklər təqdim etdiyində şəbəkə şərtlərini sabitləşdirməyə kömək edir, THD səviyyələrini aşağı saxlayır və kəsilmələri qadağan edir.