Aktiv Harmonik Filtrlər üçün Tələb Olunan Həcmi Necə Hesablamaq Olar?

Aktiv harmonik filtr ölçmə prinsiplərini başa düşmək

Aktiv harmonik filtrlərin güc keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasında rolu

Aktiv harmonik filtrlər (AHF) dəyişən tezlikli sürətləndiricilər (VFD) və düzləşdiricilər kimi cihazlardan gələn harmonik tə distortiya ilə mübarizə aparmağa kömək edir. Bu cihazlar alınan elektrik siqnallarında baş verən dəyişiklikləri daim yoxlayaraq işləyir. Problemlər aşkar edildikdə AHF-lər zərərli təsirləri aradan qaldıran xüsusi cərəyanlar göndərir. Bunu elektrik üçün səs-küy kompensasiyasına bənzədə bilərsiniz. Nəticədə dalğa formalı təmizlənir və yastı sinüs dalğalarına bənzəyir, dişli xətlərə deyil. Praktikada bu, transformatorların daha soyuq qalmasına və sistem boyu qıcıqlandırıcı gərginlik dalğalanmalarının azalmasına səbəb olur. Bu filtrləri quraşdıran müəssisələr tezliklə ümumi elektrik enerjisi keyfiyyətində fərqlənən yaxşılaşmalar müşahidə edirlər.

Sistem sabitliyi üçün AHF ölçüsünün düzgün hesablanması nəyə görə vacibdir

AHF-lər çox kiçik olduqda onlar ümumiyyətlə harmonikləri düzgün idarə edə bilmirlər, bu da bütün sistemləri avadanlıqların zədələnməsi riskinə məruz qoyur. Digər tərəfdən, bu qurğuların çox böyük olması sadəcə əvvəlcədən və həmçinin cari istismar zamanı pulun itirilməsinə səbəb olur, çünki heç bir real fayda əldə edilmir. 2023-cü ildə Ponemon İnstitutunun apardığı tədqiqata əsasən, istehsal sahələrində baş verən təxminən 10-dan 6-sı qədər gözlənilməmiş avadanlıqların sıradan çıxmasına harmoniklərin nəzarətdə saxlanmaması səbəb olub. Bu cür hadisələr şirkətlərin illik olaraq 740 min dollarlıq məhsul istehsalı itirməsinə səbəb olub. Düzgün ölçülü AHF-nin seçilməsi vacibdir, çünki bu, sistemə qurğunun əslində yerinə yetirə biləcəyi imkanlar daxilində ən yaxşı şəkildə işləməyə imkan verir və hər gün etibarlılıqdan əl çəkmədən səmərəli işləməyə imkan verən “şirin nöqtəni” tapmağa kömək edir.

Aktiv harmonik filtri ölçüləndirilməsində əsas parametrlər

Üç əsas amil AHF-nin gücüni müəyyən edir:

1. Harmonik cərəyanın böyüklüyü : Əsas harmoniklərin (məsələn, 5-ci, 7-ci, 11-ci) ən yüksək və effektiv qiymətlərini ölçmək.
2. Yüklərin dəyişkənliyi : Qaynaq aparatları və UPS sistemləri kimi xətti olmayan yüklərin eyni vaxtda işə düşməsini nəzərə alın.
3. Sistem ölçüsünün dəyişdirilməsi : Gələcək yük artımına görə 15–20% tutum ehtiyatı nəzərdə tutun.

Məsələn, 300A harmoniki cərəyanı olan bir obyektin keçici sıçrayışlar və ölçmə dəqiqliyinə görə təhlükəsiz şəkildə işləməsi üçün adətən 360A AHF tələb olunur.

Harmoniki distortiyanın müəyyən edilməsi və yük şərtlərinin ölçülməsi

Ümumi harmoniki distortiya (THDi) nə üçün yüksəkdir?

Dəyişən tezlik çeviriciləri və bərpaedici cihazlar kimi avadanlıqlar elektrik sistemlərinə qoşulduqda, elektrik enerjisinin normal sinusoildal formasını pozur və harmonik adlanan əlavə tezliklər yaradır. Bu harmoniklər enerji şəbəkəsi boyunca yayılır. Nəticədə Ümumi Harmonik İstərlik (THDi) artır ki, bu da sistemin əsas tezliyinə nisbətən istənilməyən tezliklərin miqdarını ölçür. IEEE 519-2022 sənaye standartlarına əsasən, yüklərinin 80%-dən çoxunu bu növ qeyri-xətti cihazlardan alan binalarda THDi göstəricisi adətən 25%-dən yuxarı olur. Bu rəqəmlər sadəcə səhifə üzərində qalmır. Artan təhrif səviyyələri transformatorların layihələnəndən daha çox işləməsinə səbəb olur və kondensatorlarda təhlükəli rezonans problemlərinə gətirib çıxara bilər ki, bu da gələcəkdə avadanlıqların işdən çıxmasına səbəb ola bilər.

Sənaye müəssisələrində harmonik cərəyanın ən çox yayılmış səbəbləri

Üçfazalı sənaye avadanlıqları harmoniklərin əsas mənbəyidir:

• Qaynaq sistemləri : Qövsün yandırılması zamanı 5-ci və 7-ci harmonikləri gücləndirir
• İstilik, havalandırma və kondisioner kompresorları : Mühərrikin işıqlanma keçidləri zamanı 3-cü və 9-cu harmoniklər yaradır
• PLC idarə olunan maşınlar : 50-ci dərəcəyə qədər olan geniş diapazonlu harmonik səs-küy yayır

Eyni zamanda işlədikdə, bu yüklər ümumi cərəyan distorsiyasını gücləndirən üst-üstə düşən harmonik spektrlər yaradır.

THDi və Pik Yükləmə Şərtləri Dövründə Harmonik Spektrin Ölçülməsi

Dəqiq AHF ölçüsünə A sinifli güc analizatorlarından istifadə edərək, çoxfazalı ölçmələr tələb olunur. Əsas parametrlərə aşağıdakılar daxildir:

Parametr	Ölçmə Protokolu	Kritik Həddindən Artıqlar
THDi (%)	24-saatlik kəsilməz monitorinq	>8% aradan qaldırma tələb edir
Harmonik sıralar	50-ci sıraya qədər spektr analizi	3%-dən çox olan ayrı-ayrı harmoniklər RMS
Yüklənmə dövrləri	İstehsalat cədvəli ilə əlaqələndirmə	Zirvə və orta fərq ≥15%

Zirvə yük şərtlərinin qiymətləndirilməsi AHF-in metal ştanslaşdırma və ya inyeksiya formalaşdırma kimi proseslərdə yaranan keçici harmonik sıçrayışları ilə başa çıxmasına təminat verir.

Aktiv harmonik filtri tutumunu hesablamaq üçün əsas metodologiya

Filtr tutumunun təyini üçün addım-addım proses

AHF ölçülərinin təyini ən yüksək yüklənmə zamanı harmonik cərəyanların güc analizatorları ilə ölçməsi ilə başlayır, sonra isə əsas harmonik sıraların (adətən 5-ci, 7-ci, 11-ci) müəyyən edilməsi ilə davam edir. IEEE 519-2022 sənaye sahələrinə xas THDi həddini müəyyən edir və aradan qaldırma hədəflərini müəyyən edir. Harmonik cərəyanın qiymətləndirilməsi üçün əsas formula aşağıdakı kimidir:

[ I_h = THDi \times K \times I_{rms} ]
Burada ( I_h ) = ümumi harmonik cərəyan, ( K ) = yük dəyişkənlik əmsalı (1.15–1.3), ( I_{rms} ) = əsas RMS cərəyan.

Harmonik cərəyan hesablamasından AHF ölçülərinin düzgün təyini üçün istifadə etmək

AHF tutumu harmonik amplitudanın və sistem dinamikasının təsiri altında birbaşa dəyişir. Əsas nəzərə alınacaq məqamlar aşağıdakılardır:

Parametr	Ölçülərə Təsir
THDi Səviyyəsi	Daha yüksək THDi nisbətən daha böyük AHF tutumu tələb edir
Yüklərin Dəyişkənliyi	Keçici və ya dəfələrlə olan yüklər üçün 15–30% bufer tələb olunur
Harmonik Spektri	Yüksək dərəcəli harmoniklər (≥11-ci) daha aşağı amplitudlar səbəbindən daha az kompensasiya tələb edir

Ölçülməmiş harmonikləri və ölçmə tolerantlıqlarını nəzərə almaq üçün hesablanan (I_h) qiymətindən ən azı 20% yuxarı AHF qiymətləndirilməlidir.

Güc hesablamasında gələcək yük artımının nəzərə alınması

Sənaye yükü adətən illik 5–7% artır (EPRI 2023). Vaxtından əvvəl yeniləmələri qarşısını almaq üçün:

• 5 illik perspektivdə yük genişlənməsini proqnozlaşdırın
• Yeni qeyri-xətti avadanlıqlar üçün 25–40% güc marjası əlavə edin
• Paralel genişlənməni dəstəkləyən modulyar AHF dizaynlarını seçin

Aktiv harmonik filtrlərin ölçüsünü artırma və azaltmaq: risklər və kompromislər

Ölçüsünü artırmaq ilkin xərcləri 50%-ə qədər artırır və yüklənmənin az olduğu hallarda səmərəliliyi azaldır. Ölçüsünü azaltmaq IEEE 519 standartına uyğunluğun pozulmasına, avadanlıqların davamlı təzyiq altında qalmasına və mümkün cərimələrə səbəb olur. 2023-cü ilin tədqiqatı göstərdi ki, 20%-lik təhlükəsizlik marjası xərclər, standartlara uyğunluq və ±15% yüklənmə dalğalanmalarına adaptasiya arasında optimal balans yaradır.

Dəqiq ölçülərin müəyyən edilməsi üçün sistem analizinin və yüklənmə profilinin aparılması

Effektiv AHF ölçüsünü müəyyənləşdirmək üçün kompleks sistem analizi və ətraflı yüklənmə profilinə əsaslanmaq vacibdir ki, bu da real iş rejimlərini əks etdirir. Bu tədbirlər həddən artıq investisiyaların qarşısını alır və zirvə tələb dövrlərində harmoniklərin nəzarətini təmin edir.

Kompleks elektrik enerjisinin keyfiyyət auditinin aparılması

AHF cihazlarını düzgün şəkildə ölçmək üçün düzgün güc keyfiyyəti auditinin aparılması çox vacibdir. Mühəndislər bu iş üçün ümumiyyətlə sinif A analizatorlarını götürürlər, çünki onlar sistem daxilində yaranan ümumi harmonik distorsiya, gərginlikdəki dəyişikliklər və mövcud olan harmoniklərin növlərini yoxlamaq məcburiyyətindədirlər. Bu cür auditlər apararkən texniklər əsasən harmonik problemlərinin böyük hissəsini yaradan avadanlıqlara diqqət yetirirlər. Dəyişən tezlikli sürətlər və kesintisiz enerji təchizatı qurğuları müəssisələrdə IEEE-nin 2022-ci il standartlarına əsasən təxminən 60-dan 80%-ə qədər harmonik cərəyanlardan məsuliyyət daşıyır. Auditin başqa bir vacib aspekti isə mövcud olan reaktiv gücdən yararlanma kondensatorları ilə elektrik sisteminin daxilində dolaşan müxtəlif harmonik tezlikləri arasında baş verə biləcək istənilməyən qarşılıqlı təsirlərin olub-olmadığını yoxlamaqdır.

Dəyişən harmonik imzalarını əks etdirən yük profili təyin etmə texnikaları

7-30 gün ərzində kəsilmədən müşahidə edilməsi istismar dəyişkənliyinin tam diapazonunu aşkar edir. Portativ qeyd edicilər fazaya xas olan harmonik cərəyanları qeyd edir, müasir proqnozlaşdırma modelləri isə maşın iş rejimlərini harmonik yaradılması ilə əlaqələndirir. Bu yanaşma, robotla qaynaq kabinləri kimi, ayrı-ayrı ölçmələrin tez-tez nəzərdən qaçırılan dəyişən mənbələri aşkar edir.

Dinamik Sənaye Mühitləri Üçün Zamanla Əlaqəli Yük Qiymətləndirməsi

Zirvə harmonik hadisələri tez-tez CNC maşınlalarının və ya kompressorların eyni zamanda işə salınması ilə üst-üstə düşür. Zamanla çəkiyə əsaslanan qiymətləndirmə aşağıdakıları nəzərə alır:

• Qısa müddətli harmonik sıçrayışlar (15 dəqiqəlik interval)
• Sabit rejimli fon distorsiyası
• Qüsurlu və ya keçid halı zamanı ən pis variant senariləri

Bu metodologiya AHF-lərin keçici sıçrayışlar zamanı belə IEEE 519 standartlarına cavab verdiyini təmin edir (<5% gərginlik THD).

Həqiqi Tətbiq: İstehsalat Zavodunun Aktiv Harmonik Filtrinin Ölçüsünü Müəyyənləşdirmək

Arxa Plan: Metal Emalı Müəssisəsində Yüksək THDi Səviyyələri

Orta ölçülü metal emal zavodu ciddi harmonik distorsiya səbəbindən təkrarlanan motor qəzaları və kommunal cərimələrlə üzləşirdi. Güc keyfiyyəti auditləri zirvə əməliyyatlar zamanı THDi səviyyəsinin 8% olan IEEE 519-2022 hüdudunun xeyli üstünə çatdığını göstərdi. Üç istehsal xəttində VFD-lər və qövs sobaları əsas harmonik mənbələri kimi müəyyən edildi.

Harmonik Analiz 5-ci və 7-ci Dərəcəli Cərəyanların Üstünlüyünü Müəyyən Etdi

Ətraflı spektr analizi harmonik profilini kəmiyyətcə qiymətləndirdi:

Harmonik Sıra	THDi-yə Töhfə	Cərəyanın Maqnitudu
5-ci	65%	412A
7-ci	23%	149A
11-ci	7%	45A

Bu məlumatlara əsasən, 600A AHF-nin harmonik distorsiyadan 95%-ni aradan qaldırmaq üçün kifayət qədər olduğu və 15% təhlükəsizlik marjası ilə hesab edildi.

Filtri Son Qəbul Etmək Üçün Yüklənmə Profili Məlumatının Tətbiqi

Otuzgünlük yük profilinqi dəyişmə nöqtələrində və avadanlıqların işə salınmasında əhəmiyyətli harmonik sıçrayışları aşkar etdi. Gələcəkdə beş ildə yükün 20% artacağını nəzərə alaraq mühəndislər gələcək genişlənmə üçün paralel iş prinsipi ilə 750A modulyar AHF sistemi təyin etdilər.

Quraşdırmadan sonra əldə edilən nəticələr: ÜJDİ 28%-dən 4%-ə qədər azaldı

Tətbiq edildikdən sonra ÜJDİ 4%-in altında sabitləşdi və IEEE 519 standartına tam uyğunluq əldə edildi. Zavodun illik 74 min ABŞ dolları məbləğində olan kommunal cərimələri aradan qaldırıldı və harmonik istiləşmə səbəbindən motorların xərabiyyəti altı ay ərzində 62% azaldı, bu da məlumatlara əsaslanan ölçüləndirmə yanaşmasının effektivliyini təsdiqlədi.

عمومی سواللار بؤلومو

Aktiv Harmonik Filtrlər (AHF) nədir?

Aktiv Harmonik Filtrlər dəyişən tezlikli çeviricilər və düzləşdiricilər kimi qeyri-xətti yüklər səbəbindən elektrik sistemlərində yaranan harmonik tə distortiya edən cihazlardır. Onlar düzgün sinusoildən ibarət dalğa formalarına bənzər təmiz dalğa formaları təmin edirlər.

AHF-nin dəqiq ölçüləndirilməsi nə üçün vacibdir?

AHF-lərin dəqiq ölçüsünün təyini vacibdir, çünki ölçüsüz cihazların zədələnməsinə səbəb ola bilər, ölçüsüz isə iqtisadi cəhətdən səmərəsizdir. Düzgün ölçülənmə sistemin etibarlılığını və səmərəliliyini təmin edir.

AHF tutumunu hansı amillər təsir edir?

AHF tutumu harmonik cərəyanların miqdarından, yük dəyişkənliyindən və gələcək yük artım ehtimallarından asılıdır.

Ümumi Harmonik Distorsiya İndeksinin (THDi) əhəmiyyəti nədir?

THDi elektrik sisteminin harmonik distorsiyasının dərəcəsini ölçən göstəricidir. Yüksək THDi transformatorların sobalanmasına və cihazların işinin pozulmasına səbəb ola bilər, buna görə də kritik həddin altında saxlanması vacibdir.

Yük profillənməsi AHF ölçülənməsində necə kömək edir?

Yük profillənməsi zamanla yük şəraitindəki dəyişkənliyi əks etdirərək elektrik sisteminin harmonik profilini dəqiq qiymətləndirməyə kömək edir və AHF-nin cari və gələcək şərait üçün kifayət qədər ölçülənməsini təmin edir.