Aktif Harmonik Filtre AHF

Ürün Tanıtımı

IEEE 519 standardının gerekliliklerine göre, toplam harmonik bozulma oranı (THD) %5’ten az olmalıdır; IEEE 519 standardını karşılamak için 2-50. harmonik kompanzasyonunu kapsayan AHF kullanın.

AHF, akımı veya yük akımını gerçek zamanlı olarak algılamak için harici bir Trafo Akım Trafosu (CT) kullanır. AHF, 3-seviyeli topolojiye dayanmaktadır. DSP+FPGA denetleyici, hızlı Fourier dönüşümü yoluyla yükün temel sinüs dalgası akımını ve her bir harmonik akımını çıkarır ve dq dönen koordinatlar aracılığıyla aktif, reaktif ve negatif sekans verilerini elde eder. Ardından, IGBT güç dönüştürücü, harmonik dalga ile aynı genlikte ancak ters kutuplu (harmonik, reaktif, dengesiz) bir kompanzasyon akımı üretir ve kompanzasyon akımı, sistemdeki harmonikleri ortadan kaldırmak için şebeke tarafında güç kalitesi iyileştirme işlevini gerçekleştirmek üzere şebekeye enjekte edilir.

AHF kontrol prensip şeması

AHF sistem topolojisi (NPC üç seviyeli mimari)

AHF çalışma prensip şeması

AHF Teknik Parametre Listesi

Teknik Veriler ve Özellikler
Anma Gerilimi (V)	400V	480V	690V
Anma (Kapasite) (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
Çalışma Frekansı	50/60Hz±%10 (45~66Hz)
Devre Topolojisi	Üç seviyeli NPC
Kompanzasyon Modu	Harmonik kompanzasyonu, Reaktif kompanzasyon, üç fazlı yük dengesizlik kompanzasyonu
Harmonik filtreleme kapasitesi	Anma yükünde %95’ten daha iyi
Filtreleme aralığı	2.~51. tek dereceli harmonikler (Seçmeli veya Tam kompanzasyon)
Akım Trafosu (CT) kurulum konumu	Şebeke/yük tarafı
Akım Trafosu (CT) kurulum modu	Açık döngü veya kapalı döngü (paralel çalışma için açık döngü önerilir)
Kablo sistemi	Üç Fazlı Üç Telli / Üç Fazlı Dört Telli
Paralel makine sayısı	≤20 (Bir kontrol paneli en fazla 8 üniteyi kontrol edebilir)
Yedeklilik	Herhangi bir AHF ünitesi bağımsız olarak çalışabilir
Anma Harmonik Azaltma	≥%95 (Tipik harmonik mertebe bozulmaları için)
Filtreleme Performansı	Filtreleme performansı tipik olarak anma yükünde THDi ≤ %5’tir (en ağır yüklerde bile).
Aşırı yük kapasitesi	Anma akımının %110’unda sürekli çalışabilir ve anma akımının %120’sinde 1 dakika çalışabilir
Hedef Güç Faktörü	-1.0 ile +1.0 arasında ayarlanabilir
3 Faz Yük Dengeleme Etkisi	≤%5, Negatif ve sıfır sekansı azaltır
Nötr Filtreleme Kapasitesi	Anma filtre akımının 3 katı (4 telli cihaz durumunda)
Anahtarlama/kontrol frekansı	20kHz
Tam kapasite tepki süresi	≤5ms
Çıkış akımı sınırı	Çıkışa anma kapasitesinin %100’ü dahilinde otomatik olarak sınırlanır
Kontrol algoritması	Akıllı FFT, Kendinden uyarlamalı kontrol algoritması
Denetleyici	DSP+FPGA
Koruma	Donanım koruması (IGBT ERR), Yazılım koruması (OV OC OF OL…)
Haberleşme arayüzü	RS485 ve CAN
İnsan Makine Arayüzü	Harici 7 inç ekran / Ekransız / 1.8 inç ekran / (isteğe bağlı)
Haberleşme protokolleri	Fabrika varsayılanı Modbus uzaktan haberleşme protokolünü destekler; haberleşme arayüzü RS485 ve CAN bus kullanır ve mobil uygulama (isteğe bağlı) çalışmasını destekler.
Gürültü	<60db (düşük hızlı çalışma sırasında <45db)
Kurulum yöntemi	Modül gömülü (Raf), duvara montaj, serbest zemin montajı
Koruma seviyesi	IP20
Soğutma yöntemi	Hız regülasyonlu akıllı hava soğutmalı PWM Fanlar
Renk	RAL7035, RAL9005, Özelleştirilmiş renkler
Ortam sıcaklığı	-25~55℃
Bağıl nem	Maksimum %95, yoğuşmasız
Deniz seviyesinden kurulum yüksekliği	Anma kapasitesinde ≤3000; > 3000 ise kapasiteyi uygun şekilde azaltın (100m başına %1 düşürme)
Yeterlilikler	Test Raporu
Uygulama Standartları	IEEE 519

Harmoniklerin zararları ve nedenleri (Referans: Fuji Electric)

Uygulanan voltaj sinüzoidal yapıda olsa bile doğrusal olmayan çalışma karakteristiklerine sahip birçok elektrikli cihaz vardır; cihaz tarafından çekilen akım sinüzoidal olmayan yapıdadır. Güç dağıtım devrelerinde kullanılan bu doğrusal olmayan cihazlar, doğrusal olmayan akımlar oluşturur ve bu da daha sonra voltaj bozulmalarına neden olur. Bu doğrusal olmayan akımlar ve voltajlar genel olarak harmonik akımlar ve voltajlar olarak adlandırılır. Bu harmonikler göz ardı edilir veya tespit edilmezse, harmonik rezonans koşullarına neden olabilir, bu da müşterilerden şikayetlere, güç ekipmanının ömrünün kısalmasına ve verimlilik ile performansın düşmesine yol açabilecek sistem çalışma sorunlarına yol açabilir. Harmonik akımlar ve voltajlar, güç sisteminin kendisi ve bağlı yükler üzerinde birçok olumsuz etkiye neden olabilir. Elektronik ekipmanın arızalanması, kondansatör arızası, transformatör ve nötr iletkenin aşırı ısınması, dönen makinelerde aşırı ısınma bu etkilerden bazılarıdır.

AHF nasıl çalışır? (Referans: Eaton)

Harmonikler doğrusal olmayan yükten gelir. Aktif harmonik filtreler, harmonik düzeltme üniteleri olarak da adlandırılır, bir gürültü engelleme sistemi gibi davranan ve harmonikleri azaltmak için eşit ve zıt frekanslar enjekte eden paralel cihazlardır. Filtreler ayrıca güç faktörünü düzeltmek için ek akım sağlayabilir. Böylece, kaynaktan gelen ve şebekeye geri akan akım, faz içinde olan güzel, temiz bir akım olarak kalır.

Örneğin, aynı anda dört adet 6-darbeli değişken frekanslı sürücü çalıştırırsak, 5., 7., 11. ve 13. harmoniklerden oluşan bir harmonik spektrumumuz olur. Dalga formu, toplam harmonik bozulmada önemli miktarda harmonik akımı gösterecektir. Aktif harmonik filtre açıldığında, mevcut olanı iptal etmek için eşit ve zıt harmonikler enjekte edecektir. Dalga formu artık temiz ve faz içinde olacaktır. Harmonik spektrumuna geri dönüp bakarsak, akım bozulması çok düşüktür.

Aktif harmonik filtreler eklemek, güç sistemleri için iyi bir harmonik çözümü olabilir. Diğer seçeneklerden daha maliyetli olsa da, her zaman birden fazla sürücü çalışıyorsa ve yedek olarak birden fazla sürücü varsa, harmonik filtreler yüklerden gelen tüm harmonikleri yakalamak için güvenilir bir yol olacaktır. Bununla birlikte, sistem tasarımı açısından bilinmesi gereken önemli bir şey, sürücünüzün sürücülerden çıkan harmonikleri en aza indirmek için bir DC bobini veya bir AC hat reaktörüne sahip olması gerektiğidir.

Aktif harmonik filtreler tipik olarak paralel bağlayabileceğiniz 50, 75, 100, 200 ve 300 amperlik üniteler halinde gelir. Aktif harmonik filtre kullanmanın bir diğer faydası da onları aşırı yükleyememenizdir, çünkü üretebilecekleri maksimum harmonik akımı ve güç faktörü düzeltmesini verdikten sonra, ister 100 ister 120 amper olsun, bu seviyede üretmeyi durdururlar.

Güç sisteminizde aktif harmonik filtreler kullanmak, dahili ve harici harmonik koruması için sistem düzeyinde bir çözüm sağlar.

AHF( Active Harmonic Filter)
AHF is an active harmonic filter used in power grid systems. AHF eliminates harmonic currents caused by nonlinear loads in the power grid bus and improves the power quality in the power grid and cover the 2-50th harmonic compensation to meet the IEEE 519 standard.AHF runs in parallel in the power grid bus. Compared with LC series resonant passive harmonic filters, it has the advantages of fast speed, high efficiency, small size and low cost. It is currently the most ideal harmonic filtering device for power grid.
• Item NO: AHF
• OEM & ODM Service: Available
• Order(MOQ):1
• Payment:T/T,LC

Ürün Tanıtımı

IEEE 519 standardının gerekliliklerine göre, toplam harmonik bozulma oranı (THD) %5'ten az olmalıdır; IEEE 519 standardını karşılamak için 2-50. harmonik kompanzasyonunu kapsayan AHF kullanın.

AHF, akımı veya yük akımını gerçek zamanlı olarak algılamak için harici bir Trafo Akım Trafosu (CT) kullanır. AHF, 3-seviyeli topolojiye dayanmaktadır. DSP+FPGA denetleyici, hızlı Fourier dönüşümü yoluyla yükün temel sinüs dalgası akımını ve her bir harmonik akımını çıkarır ve dq dönen koordinatlar aracılığıyla aktif, reaktif ve negatif sekans verilerini elde eder. Ardından, IGBT güç dönüştürücü, harmonik dalga ile aynı genlikte ancak ters kutuplu (harmonik, reaktif, dengesiz) bir kompanzasyon akımı üretir ve kompanzasyon akımı, sistemdeki harmonikleri ortadan kaldırmak için şebeke tarafında güç kalitesi iyileştirme işlevini gerçekleştirmek üzere şebekeye enjekte edilir.

AHF kontrol prensip şeması

AHF sistem topolojisi (NPC üç seviyeli mimari)

AHF çalışma prensip şeması

AHF Teknik Parametre Listesi

Teknik Veriler ve Özellikler
Anma Gerilimi (V)	400V	480V	690V
Anma (Kapasite) (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
Çalışma Frekansı	50/60Hz±%10 (45~66Hz)
Devre Topolojisi	Üç seviyeli NPC
Kompanzasyon Modu	Harmonik kompanzasyonu, Reaktif kompanzasyon, üç fazlı yük dengesizlik kompanzasyonu
Harmonik filtreleme kapasitesi	Anma yükünde %95'ten daha iyi
Filtreleme aralığı	2.~51. tek dereceli harmonikler (Seçmeli veya Tam kompanzasyon)
Akım Trafosu (CT) kurulum konumu	Şebeke/yük tarafı
Akım Trafosu (CT) kurulum modu	Açık döngü veya kapalı döngü (paralel çalışma için açık döngü önerilir)
Kablo sistemi	Üç Fazlı Üç Telli / Üç Fazlı Dört Telli
Paralel makine sayısı	≤20 (Bir kontrol paneli en fazla 8 üniteyi kontrol edebilir)
Yedeklilik	Herhangi bir AHF ünitesi bağımsız olarak çalışabilir
Anma Harmonik Azaltma	≥%95 (Tipik harmonik mertebe bozulmaları için)
Filtreleme Performansı	Filtreleme performansı tipik olarak anma yükünde THDi ≤ %5'tir (en ağır yüklerde bile).
Aşırı yük kapasitesi	Anma akımının %110'unda sürekli çalışabilir ve anma akımının %120'sinde 1 dakika çalışabilir
Hedef Güç Faktörü	-1.0 ile +1.0 arasında ayarlanabilir
3 Faz Yük Dengeleme Etkisi	≤%5, Negatif ve sıfır sekansı azaltır
Nötr Filtreleme Kapasitesi	Anma filtre akımının 3 katı (4 telli cihaz durumunda)
Anahtarlama/kontrol frekansı	20kHz
Tam kapasite tepki süresi	≤5ms
Çıkış akımı sınırı	Çıkışa anma kapasitesinin %100'ü dahilinde otomatik olarak sınırlanır
Kontrol algoritması	Akıllı FFT, Kendinden uyarlamalı kontrol algoritması
Denetleyici	DSP+FPGA
Koruma	Donanım koruması (IGBT ERR), Yazılım koruması (OV OC OF OL…)
Haberleşme arayüzü	RS485 ve CAN
İnsan Makine Arayüzü	Harici 7 inç ekran / Ekransız / 1.8 inç ekran / (isteğe bağlı)
Haberleşme protokolleri	Fabrika varsayılanı Modbus uzaktan haberleşme protokolünü destekler; haberleşme arayüzü RS485 ve CAN bus kullanır ve mobil uygulama (isteğe bağlı) çalışmasını destekler.
Gürültü	<60db (düşük hızlı çalışma sırasında <45db)
Kurulum yöntemi	Modül gömülü (Raf), duvara montaj, serbest zemin montajı
Koruma seviyesi	IP20
Soğutma yöntemi	Hız regülasyonlu akıllı hava soğutmalı PWM Fanlar
Renk	RAL7035, RAL9005, Özelleştirilmiş renkler
Ortam sıcaklığı	-25~55℃
Bağıl nem	Maksimum %95, yoğuşmasız
Deniz seviyesinden kurulum yüksekliği	Anma kapasitesinde ≤3000; > 3000 ise kapasiteyi uygun şekilde azaltın (100m başına %1 düşürme)
Yeterlilikler	Test Raporu
Uygulama Standartları	IEEE 519

Harmoniklerin zararları ve nedenleri (Referans: Fuji Electric)

Uygulanan voltaj sinüzoidal yapıda olsa bile doğrusal olmayan çalışma karakteristiklerine sahip birçok elektrikli cihaz vardır; cihaz tarafından çekilen akım sinüzoidal olmayan yapıdadır. Güç dağıtım devrelerinde kullanılan bu doğrusal olmayan cihazlar, doğrusal olmayan akımlar oluşturur ve bu da daha sonra voltaj bozulmalarına neden olur. Bu doğrusal olmayan akımlar ve voltajlar genel olarak harmonik akımlar ve voltajlar olarak adlandırılır. Bu harmonikler göz ardı edilir veya tespit edilmezse, harmonik rezonans koşullarına neden olabilir, bu da müşterilerden şikayetlere, güç ekipmanının ömrünün kısalmasına ve verimlilik ile performansın düşmesine yol açabilecek sistem çalışma sorunlarına yol açabilir. Harmonik akımlar ve voltajlar, güç sisteminin kendisi ve bağlı yükler üzerinde birçok olumsuz etkiye neden olabilir. Elektronik ekipmanın arızalanması, kondansatör arızası, transformatör ve nötr iletkenin aşırı ısınması, dönen makinelerde aşırı ısınma bu etkilerden bazılarıdır.

AHF nasıl çalışır? (Referans: Eaton)

Harmonikler doğrusal olmayan yükten gelir. Aktif harmonik filtreler, harmonik düzeltme üniteleri olarak da adlandırılır, bir gürültü engelleme sistemi gibi davranan ve harmonikleri azaltmak için eşit ve zıt frekanslar enjekte eden paralel cihazlardır. Filtreler ayrıca güç faktörünü düzeltmek için ek akım sağlayabilir. Böylece, kaynaktan gelen ve şebekeye geri akan akım, faz içinde olan güzel, temiz bir akım olarak kalır.

Örneğin, aynı anda dört adet 6-darbeli değişken frekanslı sürücü çalıştırırsak, 5., 7., 11. ve 13. harmoniklerden oluşan bir harmonik spektrumumuz olur. Dalga formu, toplam harmonik bozulmada önemli miktarda harmonik akımı gösterecektir. Aktif harmonik filtre açıldığında, mevcut olanı iptal etmek için eşit ve zıt harmonikler enjekte edecektir. Dalga formu artık temiz ve faz içinde olacaktır. Harmonik spektrumuna geri dönüp bakarsak, akım bozulması çok düşüktür.

Aktif harmonik filtreler eklemek, güç sistemleri için iyi bir harmonik çözümü olabilir. Diğer seçeneklerden daha maliyetli olsa da, her zaman birden fazla sürücü çalışıyorsa ve yedek olarak birden fazla sürücü varsa, harmonik filtreler yüklerden gelen tüm harmonikleri yakalamak için güvenilir bir yol olacaktır. Bununla birlikte, sistem tasarımı açısından bilinmesi gereken önemli bir şey, sürücünüzün sürücülerden çıkan harmonikleri en aza indirmek için bir DC bobini veya bir AC hat reaktörüne sahip olması gerektiğidir.

Aktif harmonik filtreler tipik olarak paralel bağlayabileceğiniz 50, 75, 100, 200 ve 300 amperlik üniteler halinde gelir. Aktif harmonik filtre kullanmanın bir diğer faydası da onları aşırı yükleyememenizdir, çünkü üretebilecekleri maksimum harmonik akımı ve güç faktörü düzeltmesini verdikten sonra, ister 100 ister 120 amper olsun, bu seviyede üretmeyi durdururlar.

Güç sisteminizde aktif harmonik filtreler kullanmak, dahili ve harici harmonik koruması için sistem düzeyinde bir çözüm sağlar.