Filtro Activo Armónico AHF

Introducción del Producto

De acuerdo con los requisitos de la norma IEEE 519, la tasa de distorsión armónica total (THD) debe ser inferior al 5%; utilice AHF para cubrir la compensación de armónicos del 2.º al 50.º y cumplir con la norma IEEE 519.

El AHF utiliza un transformador de corriente (CT) externo para detectar la corriente o la corriente de carga en tiempo real. El AHF se basa en una topología de 3 niveles. El controlador DSP+FPGA extrae la onda sinusoidal fundamental y cada armónico de la corriente de carga mediante la transformada rápida de Fourier, y obtiene datos de secuencia activa, reactiva y negativa a través de las coordenadas rotativas dq. Luego, el convertidor de potencia IGBT genera una corriente de compensación con la misma amplitud que el armónico, pero con polaridad inversa (armónica, reactiva, desequilibrada), y la corriente de compensación se inyecta en la red para lograr la función de mejora de la calidad de la energía en el lado de la red eléctrica, eliminando así los armónicos en el sistema.

Diagrama del principio de control del AHF

Topología del sistema AHF (Arquitectura NPC de tres niveles)

Diagrama del principio de funcionamiento del AHF

Lista de Parámetros Técnicos del AHF

Datos Técnicos y Especificaciones
Tensión Nominal (V)	400V	480V	690V
Corriente Nominal (Capacidad) (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
Frecuencia de Operación	50/60Hz±10%(45~66Hz)
Topología del Circuito	NPC de tres niveles
Modo de Compensación	Compensación de armónicos, compensación de reactiva, compensación de desequilibrio de carga trifásica
Capacidad de Filtrado de Armónicos	Mejor que el 95% a carga nominal
Rango de Filtrado	Armónicos de orden impar del 2.º al 51.º (Compensación selectiva o total)
Posición de Instalación del CT	Lado de la red/carga
Modo de Instalación del CT	Bucle abierto o bucle cerrado (se recomienda bucle abierto para operación en paralelo)
Sistema de Cableado	Trifásico de Tres Hilos / Trifásico de Cuatro Hilos
Número de Máquinas en Paralelo	≤20 (Un panel de control puede controlar hasta 8 unidades)
Redundancia	Cualquier unidad AHF puede operar de forma independiente
Reducción Nominal de Armónicos	≥95% (Para distorsiones armónicas de orden típico)
Rendimiento de Filtrado	El rendimiento de filtrado es típicamente THDi ≤ 5% a carga nominal (incluso bajo las cargas más severas).
Capacidad de Sobrecarga	Puede funcionar continuamente al 110% de la corriente nominal y durante 1 minuto al 120% de la corriente nominal
Factor de Potencia Objetivo	Ajustable de -1.0 a +1.0
Efecto de Equilibrio de Carga Trifásica	≤5%, Mitiga la secuencia negativa y cero
Capacidad de Filtrado del Neutro	3 veces la corriente de filtrado nominal (en caso de dispositivo de 4 hilos)
Frecuencia de Conmutación/Control	20kHz
Tiempo de Respuesta a Plena Capacidad	≤5ms
Límite de Corriente de Salida	Limitado automáticamente al 100% de la capacidad nominal para la salida
Algoritmo de Control	FFT inteligente, algoritmo de control autoajustable
Controlador	DSP+FPGA
Protección	Protección por hardware (IGBT ERR), Protección por software (OV OC OF OL…)
Interfaz de Comunicación	RS485 y CAN
Interfaz Hombre-Máquina	Pantalla externa de 7 pulgadas / Sin pantalla / Pantalla de 1.8 pulgadas (opcional)
Protocolos de Comunicación	El valor predeterminado de fábrica admite el protocolo de comunicación remota Modbus; la interfaz de comunicación utiliza RS485 y bus CAN, y admite la operación mediante aplicación móvil (APP) (opcional).
Ruido	<60db (<45db durante la operación a baja velocidad)
Método de Instalación	Módulo empotrado (Rack), montaje en pared, apoyo libre en el suelo
Grado de Protección	IP20
Método de Refrigeración	Ventiladores PWM de refrigeración por aire inteligente con regulación de velocidad
Color	RAL7035, RAL9005, Colores personalizados
Temperatura Ambiente	-25~55℃
Humedad Relativa	Máximo 95%, sin condensación
Altitud de Instalación sobre el Nivel del Mar	≤3000 a capacidad nominal; reducir la capacidad adecuadamente si es > 3000 (1% de reducción por cada 100m)
Certificaciones	Informe de Prueba
Estándares de Implementación	IEEE 519

Daño de los armónicos y sus causas (Referencias: Fuji Electric)

Existen muchos dispositivos eléctricos que tienen características de funcionamiento no lineales; incluso cuando la tensión aplicada es de naturaleza sinusoidal, la corriente que consume el dispositivo es de naturaleza no sinusoidal. Estos dispositivos no lineales utilizados en los circuitos de distribución de energía generan corrientes no lineales que, posteriormente, provocan distorsiones de tensión. Estas corrientes y tensiones no lineales se denominan generalmente corrientes y tensiones armónicas. Si estos armónicos se ignoran o no se detectan, pueden provocar condiciones de resonancia armónica, lo que podría presentar problemas operativos en el sistema, resultando en quejas de los clientes y una vida útil reducida de los equipos eléctricos, así como una eficiencia y rendimiento degradados. Las corrientes y tensiones armónicas pueden causar muchos efectos desfavorables en el propio sistema eléctrico y en las cargas conectadas. El mal funcionamiento de equipos electrónicos, la falla de condensadores, el sobrecalentamiento de transformadores y conductores neutros, y el calentamiento excesivo en maquinaria rotativa son algunos de estos efectos.

¿Cómo funcionan los AHF? (Referencias: Eaton)

Los armónicos provienen de la carga no lineal. Los filtros activos de armónicos, también llamados unidades de corrección de armónicos, son dispositivos en paralelo que actúan como un sistema de cancelación de ruido e inyectan frecuencias iguales y opuestas para mitigar los armónicos. Los filtros también pueden proporcionar corriente adicional para corregir el factor de potencia. Por lo tanto, lo que queda proveniente de la fuente que fluye de regreso a la empresa de servicios públicos es solo una corriente limpia y agradable que está en fase.

Por ejemplo, si ejecutamos cuatro variadores de frecuencia de 6 pulsos al mismo tiempo, tenemos un espectro armónico de 5.º, 7.º, 11.º y 13.º armónicos. La forma de onda mostrará una cantidad significativa de corriente armónica en la distorsión armónica total. Cuando se enciende el filtro activo de armónicos, inyectará armónicos iguales y opuestos para cancelar los existentes. La forma de onda ahora será limpia y estará en fase. Si volvemos a mirar el espectro armónico, la distorsión de corriente es muy baja.

Agregar filtros activos de armónicos puede ser una buena solución armónica para los sistemas eléctricos. Aunque son más costosos que otras opciones, si tiene múltiples variadores funcionando todo el tiempo y múltiples variadores como respaldo, los filtros de armónicos serían una forma confiable de capturar todos y cada uno de los armónicos provenientes de las cargas. Sin embargo, una cosa importante que debe saber desde el punto de vista del diseño del sistema es que su variador debe tener una bobina de CC o un reactor de línea de CA para minimizar los armónicos que salen de los variadores.

Los filtros activos de armónicos generalmente vienen en unidades de 50, 75, 100, 200 y 300 amperios que se pueden conectar en paralelo. Otro beneficio de usar filtros activos de armónicos es que no se pueden sobrecargar, porque una vez que emiten la corriente armónica máxima y la corrección del factor de potencia que pueden, dejan de producir a ese nivel, ya sea 100 o 120 amperios, cualquiera que sea el caso.

El uso de filtros activos de armónicos en su sistema eléctrico proporciona una solución a nivel de sistema para la protección armónica interna y externa.

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

Introducción del Producto

De acuerdo con los requisitos de la norma IEEE 519, la tasa de distorsión armónica total (THD) debe ser inferior al 5%; utilice AHF para cubrir la compensación de armónicos del 2.º al 50.º y cumplir con la norma IEEE 519.

El AHF utiliza un transformador de corriente (CT) externo para detectar la corriente o la corriente de carga en tiempo real. El AHF se basa en una topología de 3 niveles. El controlador DSP+FPGA extrae la onda sinusoidal fundamental y cada armónico de la corriente de carga mediante la transformada rápida de Fourier, y obtiene datos de secuencia activa, reactiva y negativa a través de las coordenadas rotativas dq. Luego, el convertidor de potencia IGBT genera una corriente de compensación con la misma amplitud que el armónico, pero con polaridad inversa (armónica, reactiva, desequilibrada), y la corriente de compensación se inyecta en la red para lograr la función de mejora de la calidad de la energía en el lado de la red eléctrica, eliminando así los armónicos en el sistema.

Diagrama del principio de control del AHF

Topología del sistema AHF (Arquitectura NPC de tres niveles)

Diagrama del principio de funcionamiento del AHF

Lista de Parámetros Técnicos del AHF

Datos Técnicos y Especificaciones
Tensión Nominal (V)	400V	480V	690V
Corriente Nominal (Capacidad) (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
Frecuencia de Operación	50/60Hz±10%(45~66Hz)
Topología del Circuito	NPC de tres niveles
Modo de Compensación	Compensación de armónicos, compensación de reactiva, compensación de desequilibrio de carga trifásica
Capacidad de Filtrado de Armónicos	Mejor que el 95% a carga nominal
Rango de Filtrado	Armónicos de orden impar del 2.º al 51.º (Compensación selectiva o total)
Posición de Instalación del CT	Lado de la red/carga
Modo de Instalación del CT	Bucle abierto o bucle cerrado (se recomienda bucle abierto para operación en paralelo)
Sistema de Cableado	Trifásico de Tres Hilos / Trifásico de Cuatro Hilos
Número de Máquinas en Paralelo	≤20 (Un panel de control puede controlar hasta 8 unidades)
Redundancia	Cualquier unidad AHF puede operar de forma independiente
Reducción Nominal de Armónicos	≥95% (Para distorsiones armónicas de orden típico)
Rendimiento de Filtrado	El rendimiento de filtrado es típicamente THDi ≤ 5% a carga nominal (incluso bajo las cargas más severas).
Capacidad de Sobrecarga	Puede funcionar continuamente al 110% de la corriente nominal y durante 1 minuto al 120% de la corriente nominal
Factor de Potencia Objetivo	Ajustable de -1.0 a +1.0
Efecto de Equilibrio de Carga Trifásica	≤5%, Mitiga la secuencia negativa y cero
Capacidad de Filtrado del Neutro	3 veces la corriente de filtrado nominal (en caso de dispositivo de 4 hilos)
Frecuencia de Conmutación/Control	20kHz
Tiempo de Respuesta a Plena Capacidad	≤5ms
Límite de Corriente de Salida	Limitado automáticamente al 100% de la capacidad nominal para la salida
Algoritmo de Control	FFT inteligente, algoritmo de control autoajustable
Controlador	DSP+FPGA
Protección	Protección por hardware (IGBT ERR), Protección por software (OV OC OF OL…)
Interfaz de Comunicación	RS485 y CAN
Interfaz Hombre-Máquina	Pantalla externa de 7 pulgadas / Sin pantalla / Pantalla de 1.8 pulgadas (opcional)
Protocolos de Comunicación	El valor predeterminado de fábrica admite el protocolo de comunicación remota Modbus; la interfaz de comunicación utiliza RS485 y bus CAN, y admite la operación mediante aplicación móvil (APP) (opcional).
Ruido	<60db (<45db durante la operación a baja velocidad)
Método de Instalación	Módulo empotrado (Rack), montaje en pared, apoyo libre en el suelo
Grado de Protección	IP20
Método de Refrigeración	Ventiladores PWM de refrigeración por aire inteligente con regulación de velocidad
Color	RAL7035, RAL9005, Colores personalizados
Temperatura Ambiente	-25~55℃
Humedad Relativa	Máximo 95%, sin condensación
Altitud de Instalación sobre el Nivel del Mar	≤3000 a capacidad nominal; reducir la capacidad adecuadamente si es > 3000 (1% de reducción por cada 100m)
Certificaciones	Informe de Prueba
Estándares de Implementación	IEEE 519

Daño de los armónicos y sus causas (Referencias: Fuji Electric)

Existen muchos dispositivos eléctricos que tienen características de funcionamiento no lineales; incluso cuando la tensión aplicada es de naturaleza sinusoidal, la corriente que consume el dispositivo es de naturaleza no sinusoidal. Estos dispositivos no lineales utilizados en los circuitos de distribución de energía generan corrientes no lineales que, posteriormente, provocan distorsiones de tensión. Estas corrientes y tensiones no lineales se denominan generalmente corrientes y tensiones armónicas. Si estos armónicos se ignoran o no se detectan, pueden provocar condiciones de resonancia armónica, lo que podría presentar problemas operativos en el sistema, resultando en quejas de los clientes y una vida útil reducida de los equipos eléctricos, así como una eficiencia y rendimiento degradados. Las corrientes y tensiones armónicas pueden causar muchos efectos desfavorables en el propio sistema eléctrico y en las cargas conectadas. El mal funcionamiento de equipos electrónicos, la falla de condensadores, el sobrecalentamiento de transformadores y conductores neutros, y el calentamiento excesivo en maquinaria rotativa son algunos de estos efectos.

¿Cómo funcionan los AHF? (Referencias: Eaton)

Los armónicos provienen de la carga no lineal. Los filtros activos de armónicos, también llamados unidades de corrección de armónicos, son dispositivos en paralelo que actúan como un sistema de cancelación de ruido e inyectan frecuencias iguales y opuestas para mitigar los armónicos. Los filtros también pueden proporcionar corriente adicional para corregir el factor de potencia. Por lo tanto, lo que queda proveniente de la fuente que fluye de regreso a la empresa de servicios públicos es solo una corriente limpia y agradable que está en fase.

Por ejemplo, si ejecutamos cuatro variadores de frecuencia de 6 pulsos al mismo tiempo, tenemos un espectro armónico de 5.º, 7.º, 11.º y 13.º armónicos. La forma de onda mostrará una cantidad significativa de corriente armónica en la distorsión armónica total. Cuando se enciende el filtro activo de armónicos, inyectará armónicos iguales y opuestos para cancelar los existentes. La forma de onda ahora será limpia y estará en fase. Si volvemos a mirar el espectro armónico, la distorsión de corriente es muy baja.

Agregar filtros activos de armónicos puede ser una buena solución armónica para los sistemas eléctricos. Aunque son más costosos que otras opciones, si tiene múltiples variadores funcionando todo el tiempo y múltiples variadores como respaldo, los filtros de armónicos serían una forma confiable de capturar todos y cada uno de los armónicos provenientes de las cargas. Sin embargo, una cosa importante que debe saber desde el punto de vista del diseño del sistema es que su variador debe tener una bobina de CC o un reactor de línea de CA para minimizar los armónicos que salen de los variadores.

Los filtros activos de armónicos generalmente vienen en unidades de 50, 75, 100, 200 y 300 amperios que se pueden conectar en paralelo. Otro beneficio de usar filtros activos de armónicos es que no se pueden sobrecargar, porque una vez que emiten la corriente armónica máxima y la corrección del factor de potencia que pueden, dejan de producir a ese nivel, ya sea 100 o 120 amperios, cualquiera que sea el caso.

El uso de filtros activos de armónicos en su sistema eléctrico proporciona una solución a nivel de sistema para la protección armónica interna y externa.