Mae hidlyddion harmonig weithredol neu AHFs yn gweithio trwy groesi cerrynt mewn amser real i ganslo effaith y distorsiynau harmonig sy'n plagio systemau trydanol. Yn sylfaenol, mae'r offer hyn yn cadw llygad ar y cerrynt sydd yn llifo trwy losgiannau gan ddefnyddio amryw o sensornau. Pan maen nhw'n sylwi ar rywbeth sydd ddim yn edrych yn iawn o'i gymharu â phatrwm don siniwl cwbl hawdd, maen nhw'n mynd i mewn â cherryntion gwrthwynebol i ddatrys y materion. Mae'r fodelau modernaf yn gallu llai neu fwy dynnu'r harmonics lawr gan lawer o 90-95% yn dibynnu ar amgylchiadau. Dyna pam mae plant y diwydiant sydd yn dibynnu'n ddifrifol ar gyrrion amledd newyddiol a chyfleusterau tebyg yn methu â gweithio heb nhw er mwyn rheoli pŵer yn briodol.
Mae distorsiynau harmonig yn cynyddu tymhereddau'r offer gan hyd at 40% (Ponemon 2023), gan gyflymu dadgynnydd ywstrau mewn peiriannau a thrawstoriannau. Gall harmonics heb ddatrys achosi:
| Canlyniad | Effaith Ariannol | Blaenoriaeth Ddatrys |
|---|---|---|
| Methodd y bancau cyseinedd | £12,000–£45,000 amnewid | Uchel |
| Methiant y system PLC | colledig cynhyrchu $740k/awr | Pwysig |
| Atebion cosbi cynghorol | cynydd o 7–15% yn gostau ynni | Canol |
Lefelau distorsion harmonig cyfansawdd (THD) uwch na 8% sy'n torri safonau IEEE 519-2022, gan redeg risg o anghysoni â'r rheoliadau.
Er bod ffilteriau basif yn targedu amleddion penodol ar bwyntiau gwrthystydd penodol, mae AHF yn addapu'n ddynamig at newidion yn proffiliau harmonig. Materion allweddol i'w ystyried:
Mae'n argymhell gwneuthurwyr arloesol fod hidlyddion gweithredol (AHF) yn addas ar gyfer sefydliadau sy'n defnyddio integreiddio energi adnewyddadwy neu gyrrau cyflymder addas, ble mae patrymau harmonig yn amrywio'n anrhagweladwy. Mae dadansoddiad ynghyd â'r diwydiant yn 2024 yn dangos fod AHF yn lleddha gostau cynnal a chadw yn ystod amgylcheddau gweithgynhyrchu yn 32% o gymhar â hidlyddion pasif.
Mae cychwyn â maint cywir ar gyfer hidlydd harmonig weithredol yn dechrau trwy fesur cyrrent harmonig (Ih) a chymryd edef cynhyrchion cyfansoddedd harmonig cyrrent (THDI). Pan rydym am wybod pa fath gynhyrchedd hidlydd sydd ei angen, mae synnwyr cymryd y fath ddarlleniadau cyrrent RMS pan mae'r lwytau ar eu phwyntiau uchaf. Mae hyn yn rhoi llun cliriach o'r hyn sydd ei angen gan y system er mwyn ei ddod o hyd. Yn ôl ymchwil gan Grŵp Pwer Rhagquality IEEE yn 2023, os yw THDI yn mynd uwchben 15%, mae angen i hidlyddion fod tua 35% yn fwy er mwyn cadw pethau'n sefydlog o ran lefelau voltedd ar draws y system.
Mae tair ddull brofat yn dominio ar asesiad THD:
| Dull | Cywirdeb | Achos Defnydd Yn Ideal |
|---|---|---|
| Gwelliad mewn amser real | ±2% | Systemau lwydrio cyson |
| Dadansoddiad sylweddol | ±1.5% | Drwydroedd cyflymder newydd |
| Proffilio lwydrio | ±3% | Harmonigau rhyngar |
Mae dewis y ddull cywir yn lleihau gwallau maintio hyd at 20%, yn enwedig yn ystodau â lwytau cymysg llinol a llinol-dim.
Edrych ar ddata'r sglein harmonig yn helpu i nodi'r amleddau problematig fel y 5ed, 7fed a chyn arbrawf y 11eg harmonig sydd angen trwsio. O'r hyn a gwnaethom ei weld mewn asesiadau o blantiau ar draws y diwydiant gwahanol, mae tua dau drindod o ffyrnau'n ymateb i broblemau sylweddol gan y 5ed harmonig yn unig, sy'n ffurfio mwy na hanner eu problemau cyffredinol eu toriadau. Gyda'r wybodaeth hon ar gael, gall peirianwyr ddod o hyd i osodfa'r Ffilter Hômonig Actif yn hytrach na mynd am osodiadau peiriannau angenrheidiol. Y canlyniad? Rheoli arian gwell heb ddiffyg perfformiad y system, rym cwbl werth chweilgar i reolwyr ystâd pan mae tymor y budged yn dod o hyd.
IEEE 519-2022 yn gosod terfynau THDI isod 8% ar gyfer adeiladau masnachol, ond yn argymell ymgynghorwyr ynni ychwanegu ymyl diogelwch o 20–30% i'ch cyfrifiadau ar gyfer cyfleusterau hidlo. Mae systemau sy'n cynwys y fath ymyl yn adrodd am 40% llai o gauddo am ganlyniad i harmonics (Ponemon Institute, 2023). Gwnewch bob amser ddadansoddi ar draws canlyniadau yn erbyn IEC 61000-3-6 er mwyn cydymffurfio rhyngwladol.
Mae dechrau â sylweddol system yn gwneud synnwyr wrth geisio dod o hyd i'r ffynonellau harmonig fel VFDs, unedau UPS a gwahanol drwythreddwyr ynddol. Mae dod â'n llaw ar ddata gwirioneddol yn golygu gosod y logwyr ansawdd pŵer ar draws gwahanol rannau'r cyflenwad i weld beth sy'n digwydd â phatrwm gweithredu arferol a faint o sŵn harmonig sy'n cael ei gynhyrchu. Pan gyfunwn bob hyn o wybodaeth a gasglwyd â chlasu priodol o fathau trydyddol a deall y trefniant trydan cyffredinol, mae hyn yn rhoi sylfaen gref ar gyfer ffigurio allan faint mawr mae angen i'w osod AHF fod. Mae'r rhifau hefyd yn dweud stori ddigon da - mae'r ychaf o ffactorïau yn dod o hyd i'w drwythreddwyr a'u systemau trwythreddwr yn gyfrifol am amrantai dwy drydedd o'r problemau harmonig yn ôl y ymchwil ddiweddar gan Labinol Systemau Ynni yn 2023. Mae hyn yn crybwyll pam mae cymryd amser i gymeradwyo pob llwyth yn y system yn dweud am ddim ond ymarfer da ond yn waith hanfodol iawn.
Gosod dadansoddwyr ansawdd pŵer am 7–14 diwrnod i ddal y geddiad tonnau o dan amgylchiadau gweithredol go iawn. Canolbwyntio ar fesur:
Mae dadansoddiad sgrifteredig uwch yn datgelu onglau cywir a effeithiau canslo sydd anweledig i fesuriadau RMS sylfaenol. Er enghraifft, darganfu ffatri sylicon am 40% o gyfredau tonnau uwch yn ystod trowydrio amserau gwaith—y fewnwelediadau hyn yn bosibl yn unig trwy orchymynu parhaus.
Wrth gyfrifo cynhwysedd AHF, edrychwn ar gerdiantau harmonig go iawn ac yn ychwanegu rhag ofn cynyddo: cynhwysedd AHF mewn ampedryddion yw ail isafren o swm pob Ih wedi'i sgwario plus tua 30% ychwanegol er mwyn diogelwch. Mae'r Ih yn cyfeirio at werthoedd cymedrig sgwar gwreiddiol ar gyfer amleddau harmonig gwahanol, a'r ffram am ddiogelwch hwn yn ein helpu i drin cynyddiadau anogaidd yn y llwyth neu grymiadau pŵer sydd ddim yn disgwyl. Mae enghraifft o'r byd go iawn yn dod o blannau cynhyrchu testun ble roedd defnyddio'r cyfrifiad hwn yn lwytho ar hyd y ffilteriau sydd eu hangen gan lai na chwarter o'r maint roedden nhw'n ei darganfod gan ddefnyddio rheolau byrth. Mae hyn yn arbedu amcangyfrifol pedwar ar bymtheg o fil o ddoleri ar unwaith, a'i gadw rhwng 5% o lefelau distorion harmonig cyfanswm yn ystod gweithrediad.
Roedd gweithdy gasglu cerbyd o 12MW â 87 VFDs yn wynebu 22% THDI yn ei bwrdd dosbarthu prifol, gan arwain at ddiflaniad voltedd o 14%. Roedd mesuriadau maes yn dangos:
A 400A AHF—a'i maint â margen diogelwch—gostododd THDI i 3.8%, yn llawer is na'r terfyn IEEE 519-2022. Ar ôl osod, gollyngodd colledi ynni 9.2% oherwydd gostyngiad yn y teimlad mewn trosfyrddwyr a chabliau.
Unedau AHF sydd wedi'u gosod yn y paneli dosbarthu prifol yn delio â harmonigau trwy'r systemau trydan cyfan. Mae'r atebion canolog hyn yn gweithio orau mewn adeiladau ble mae'r rhan fwyaf o broblemau harmonig yn dod o un lle, meddwl am ganolfannau data er enghraifft. Mae hidlydd 250 kVA o ansawdd da yno yn gallu lleihau THDI trwy'r system ynghydfin â 85%, sydd yn gwneud gwahaniaeth go iawn. Ond pan rydym yn siarad am osod ar safle, mae cwmnïau'n gosod hidlyddion llai (fel arfer rhwng 50 a 100 kVA) yn union nesaf i'r offer sydd yn achosi problemau, fel peiriannau CNC neu chyflenwadau pŵer bâckio. Er y gall hyn roi rheoli gwell dros broblemau lleol, mae'r cost yn codi'n sylweddol. Mae adroddiadau ynni diwydiannol yn dangos bod y gosodiadau anghanol hyn yn aml yn gofyn am amcangyfrif 22% mwy o arian yn y dechrau o gymhar â'r ffordd ganolog o hidlo.
Pan nad yw'r llwythi'n cael eu cydbwyntio'n addas ar draws gorsaen fabwyr, mae hyn yn creu ystorion anharmonig anoyfus ar draws y gwahanol ffasau sydd yn bwysig iawn wrth roi penderfynu faint mawr dylai'r unedau AHF fod. Cewch eich bod yn edrych ar sefyllfa arferol yng nghwest y wasgar ble mae Ffas C yn profi am 40% o godiadau THDI yn union pan mae'r pethau'n dod yn ddigon buas. Yn ôl y safonau IEEE 519-2022 diweddaraf, mae angen hidlyddion sy'n gallu trin tua 130% o'r cyfred anharmonig uchaf a fesurwyd. Mae'r cyfrifiad yn dod yn fwy cymhleth hefyd wrth ddefnyddio systemau canolog gan eu bod yn gofyn am ryw 18 i 25% o gynhwysedd ychwanegol i reoli'r holl ddarnau sydd yn symud. A peidiwch hefyd â anghofio am y hidlyddion lleol. Rhaid i'r rhain ymateb ar unwaith i newidion sudden sydd yn digwydd ar amleddau uwch na 10 ciloherts, rhywbeth sydd yn gallu dal peiriannyddion profiadol erioed yn ôl eu gogwydd pe nad ydyn nhw'n edrych yn ofalus iawn.
Gall gwneud y meintiau yn anghywir arwain at broblemau seryddol yn ymarferol ariannol. Pan mae'r systemau yn rhy fawr, mae'r cwmnïau'n dod i ddod o hyd i 40% ynghynt yn ôl adroddiad IEEE 2023 am Ran Quality Pŵer, yn ogystal maen nhw'n colli egni ychwanegol oherwydd yr hyn o alluoedd andefnyddiedig sydd yn creu problemau ymyllog. Ar y llaw arall, os nad yw'r hidlyddion yn ddigon mawr, maen nhw'n methu delio'n addas â'r cyrchoedd tannau sydd yn dod yn llai o dan y tâl, sydd yn dod yn llai o dan y tâl yn gyflymach na'r arfer. Mae'r rhifau yn cefnogi hyn hefyd, EPRI a ganfu yn eu llyfr achosion 2022 bod trawstori yn dechrau oedrio yn tri gwaith yn gyflymach na'r arfer unwaith mae'r mynegai cyffredinol o ddiflannu tannau yn mynd uwchben 8%. Mae'r fath wear cyflymach yn dod yn llai o dan y tâl dros amser i weithredwyr y safle.
Un o'r ffatriau gweithgynhyrchu a osododd AHF sydd 15% yn llai na'r maint cywir, sydd yn dod yn llai o dan y tâl yn ymateb i'r methiannau o'r banc capasitif mewn naw mis. Roedd y dadansoddi wedi dod i'r casgliad bod y tannau harmonig yn gorgyffwrdd IEEE 519-2022 gan gyfrannu'n uniongyrchol at £740,000 o amser anlwyth oherwydd y methiant.
Dulliau amcangyfrif cyflym yn seiliedig ar drennau cyfredol neu reitio kVA trawsnewidydd yn anwybyddu newidynnau pwysig:
Dadansoddiad cwbl gan ddefnyddio gofnodwyr ansawdd pŵer dros 7 diwrnod yn aml yn datgelu 18–25% mwy o gynnwys harmonig na fesuriadau fflym (Safon NEMA AB-2021). Meddalwedd uwchgyfredol heddiw yn cyfuno data manyledd real-amser â algorithmau rhagfarnol, gan gyrraedd 98.5% hygrededd maint, yn ôl Adroddiad Llyfrau Pŵer Electronig 2024.
Mae'r swyddogaeth bennaf AHF yn ddiddymu torthaliadau harmonig mewn systemau trydan trwy fewnbynnu cyrchoedd cywiriadol mewn amser real. Mae hyn yn helpu cynnal patrwm don sâin glân ac yn sicrhau ansawdd pŵer sefydlog.
Gall harmonics gynyddu tymhereddau trydyddion, gan arwain at ddadfa'r yswiriad yn gyflymach a methiant ar gyfarpar. Gallant achosi methiant bancau cyseinedd, methiant ar weithrediad PLC a thaliadau cosb gan y gwasanaethau dan amodau o gostau ynni uwch.
Mae hidloedd gweithredol yn addasaf ar gyfer amgylcheddau â lefelau tordd harmonig uchel a lle mae patrymau harmonig yn newid yn anweledig. Mae hidloedd gadaidd yn addas ar gyfer prosiectau sydd â phryderon ariannol a dargedau amleddau harmonig hysbys.
Mae hyd yn oed o AHFs yn hanfodol er mwyn osgoi gwario gormod, sicrhau effeithloniadau gweithredol a chael rhag methiant ar gyfarpar yn gynnar oherwydd harmonics heb eu trin yn ddigonol.
EN
Hot News