Filtre Harmonique Actif FHA

Présentation du produit

Conformément aux exigences de la norme IEEE 519, le taux de distorsion harmonique total (THD) doit être inférieur à 5 % ; utiliser un filtre actif harmonique (AHF) pour couvrir la compensation des harmoniques de rang 2 à 50 afin de satisfaire à la norme IEEE 519.

L’AHF utilise un transformateur de courant (CT) externe pour détecter en temps réel le courant ou le courant de charge. L’AHF est basé sur une topologie à 3 niveaux. Le contrôleur DSP+FPGA extrait l’onde sinusoïdale fondamentale et chaque courant harmonique de la charge par transformée de Fourier rapide, et obtient les données de séquence active, réactive et négative via les coordonnées rotatives dq. Ensuite, le convertisseur de puissance IGBT génère un courant de compensation de même amplitude que l’harmonique, mais de polarité inverse (harmonique, réactive, déséquilibrée), et ce courant de compensation est injecté dans le réseau pour améliorer la qualité de l’énergie côté réseau électrique, éliminant ainsi les harmoniques dans le système.

Schéma de principe de commande de l’AHF

Topologie du système AHF (architecture NPC à trois niveaux)

Schéma de principe de fonctionnement de l’AHF

Liste des paramètres techniques de l’AHF

Données et spécifications techniques
Tension nominale (V)	400V	480V	690V
Courant nominal (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
Fréquence de fonctionnement	50/60Hz±10%(45~66Hz)
Topologie du circuit	NPC à trois niveaux
Mode de compensation	Compensation harmonique, compensation réactive, compensation du déséquilibre de charge triphasé
Capacité de filtrage harmonique	Supérieure à 95 % à charge nominale
Plage de filtrage	Harmoniques impairs du 2e au 51e rang (compensation sélective ou totale)
Position d’installation du CT	Côté réseau/charge
Mode d’installation du CT	Boucle ouverte ou boucle fermée (la boucle ouverte est recommandée pour le fonctionnement en parallèle)
Système de câblage	Triphasé trois fils / Triphasé quatre fils
Nombre de machines en parallèle	≤20 (Un panneau de commande peut contrôler jusqu’à 8 unités)
Redondance	Toute unité AHF peut fonctionner indépendamment
Taux de réduction harmonique nominal	≥95 % (Pour les distorsions harmoniques typiques)
Performance de filtrage	La performance de filtrage est typiquement THDi ≤ 5 % à charge nominale (même dans les conditions de charge les plus sévères).
Capacité de surcharge	Peut fonctionner en continu à 110 % du courant nominal et pendant 1 minute à 120 % du courant nominal
Facteur de puissance cible	Réglable de -1,0 à +1,0
Effet d’équilibrage de charge triphasé	≤5 %, atténuation des séquences négatives et homopolaires
Capacité de filtrage du neutre	3 fois le courant de filtrage nominal (dans le cas d’un dispositif à 4 fils)
Fréquence de commutation/commande	20kHz
Temps de réponse à pleine capacité	≤5ms
Limite de courant de sortie	Automatiquement limitée à 100 % de la capacité nominale en sortie
Algorithme de commande	FFT intelligente, algorithme de commande adaptatif
Contrôleur	DSP+FPGA
Protection	Protection matérielle (IGBT ERR), protection logicielle (OV OC OF OL…)
Interface de communication	RS485 et CAN
Interface homme-machine	Écran externe 7 pouces / Sans écran / Écran 1,8 pouce (en option)
Protocoles de communication	Par défaut, prend en charge le protocole de communication à distance Modbus ; l’interface de communication utilise RS485 et le bus CAN, et prend en charge le fonctionnement via application mobile (en option).
Bruit	<60db (<45db en fonctionnement à basse vitesse)
Méthode d’installation	Module encastré (baie), montage mural, pose au sol
Indice de protection	IP20
Méthode de refroidissement	Ventilateurs PWM à régulation de vitesse et refroidissement intelligent par air
Couleur	RAL7035, RAL9005, couleurs personnalisées
Température ambiante	-25~55℃
Humidité relative	Maximum 95 %, sans condensation
Altitude d’installation au-dessus du niveau de la mer	≤3000 à capacité nominale ; réduire la capacité si > 3000 (déclassement de 1 % par 100 m)
Qualifications	Rapport d’essai
Normes d’application	IEEE 519

Nuisance des harmoniques et causes (Références : Fuji Electric)

Il existe de nombreux appareils électriques ayant des caractéristiques de fonctionnement non linéaires. Même lorsque la tension appliquée est sinusoïdale, le courant absorbé par l’appareil est non sinusoïdal. Ces dispositifs non linéaires utilisés dans les circuits de distribution électrique créent des courants non linéaires qui provoquent ensuite des distorsions de tension. Ces courants et tensions non linéaires sont généralement appelés courants et tensions harmoniques. Si ces harmoniques sont ignorés ou non détectés, ils peuvent provoquer des conditions de résonance harmonique, ce qui peut entraîner des problèmes de fonctionnement du système, des plaintes des clients, une réduction de la durée de vie des équipements électriques, ainsi qu’une dégradation de l’efficacité et des performances. Les courants et tensions harmoniques peuvent avoir de nombreux effets défavorables sur le système électrique lui-même et sur les charges connectées. Le dysfonctionnement des équipements électroniques, la défaillance des condensateurs, la surchauffe des transformateurs et des conducteurs neutres, ainsi que l’échauffement excessif des machines tournantes sont quelques-uns de ces effets.

Comment fonctionne l’AHF ? (Références : Eaton)

Les harmoniques proviennent de la charge non linéaire. Les filtres actifs harmoniques, également appelés unités de correction harmonique, sont des dispositifs parallèles qui agissent comme un système d’annulation de bruit et injectent des fréquences égales et opposées pour atténuer les harmoniques. Les filtres peuvent également fournir un courant supplémentaire pour corriger le facteur de puissance. Ainsi, ce qui reste provenant de la source et retourne au réseau électrique est uniquement un courant propre et en phase.

Par exemple, si nous faisons fonctionner quatre variateurs de fréquence à 6 impulsions en même temps, nous obtenons un spectre harmonique comprenant les harmoniques de rang 5, 7, 11 et 13. La forme d’onde montrera une quantité significative de courant harmonique dans la distorsion harmonique totale. Lorsque le filtre actif harmonique est activé, il injecte des harmoniques égales et opposées pour annuler celles présentes. La forme d’onde devient alors propre et en phase. Si nous revenons au spectre harmonique, la distorsion du courant est très faible.

L’ajout de filtres actifs harmoniques peut être une bonne solution harmonique pour les systèmes électriques. Bien que plus coûteux que d’autres options, si vous avez plusieurs variateurs fonctionnant en permanence et plusieurs variateurs de secours, les filtres harmoniques constituent un moyen fiable de capturer toutes les harmoniques provenant des charges. Cependant, un point important à connaître du point de vue de la conception du système est que votre variateur doit avoir soit une self de lissage côté continu (DC choke), soit une inductance de ligne côté alternatif (AC line reactor) pour minimiser les harmoniques provenant des variateurs.

Les filtres actifs harmoniques sont généralement disponibles en unités de 50, 75, 100, 200 et 300 ampères que vous pouvez mettre en parallèle. Un autre avantage de l’utilisation de filtres actifs harmoniques est que vous ne pouvez pas les surcharger, car une fois qu’ils ont fourni le courant harmonique maximal et la correction du facteur de puissance dont ils sont capables, ils cessent de produire à ce niveau, qu’il s’agisse de 100 ou 120 ampères, selon le cas.

L’utilisation de filtres actifs harmoniques sur votre système électrique offre une solution au niveau du système pour la protection contre les harmoniques internes et externes.

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

Présentation du produit

Conformément aux exigences de la norme IEEE 519, le taux de distorsion harmonique total (THD) doit être inférieur à 5 % ; utiliser un filtre actif harmonique (AHF) pour couvrir la compensation des harmoniques de rang 2 à 50 afin de satisfaire à la norme IEEE 519.

L'AHF utilise un transformateur de courant (CT) externe pour détecter en temps réel le courant ou le courant de charge. L'AHF est basé sur une topologie à 3 niveaux. Le contrôleur DSP+FPGA extrait l'onde sinusoïdale fondamentale et chaque courant harmonique de la charge par transformée de Fourier rapide, et obtient les données de séquence active, réactive et négative via les coordonnées rotatives dq. Ensuite, le convertisseur de puissance IGBT génère un courant de compensation de même amplitude que l'harmonique, mais de polarité inverse (harmonique, réactive, déséquilibrée), et ce courant de compensation est injecté dans le réseau pour améliorer la qualité de l'énergie côté réseau électrique, éliminant ainsi les harmoniques dans le système.

Schéma de principe de commande de l'AHF

Topologie du système AHF (architecture NPC à trois niveaux)

Schéma de principe de fonctionnement de l'AHF

Liste des paramètres techniques de l'AHF

Données et spécifications techniques
Tension nominale (V)	400V	480V	690V
Courant nominal (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
Fréquence de fonctionnement	50/60Hz±10%(45~66Hz)
Topologie du circuit	NPC à trois niveaux
Mode de compensation	Compensation harmonique, compensation réactive, compensation du déséquilibre de charge triphasé
Capacité de filtrage harmonique	Supérieure à 95 % à charge nominale
Plage de filtrage	Harmoniques impairs du 2e au 51e rang (compensation sélective ou totale)
Position d'installation du CT	Côté réseau/charge
Mode d'installation du CT	Boucle ouverte ou boucle fermée (la boucle ouverte est recommandée pour le fonctionnement en parallèle)
Système de câblage	Triphasé trois fils / Triphasé quatre fils
Nombre de machines en parallèle	≤20 (Un panneau de commande peut contrôler jusqu'à 8 unités)
Redondance	Toute unité AHF peut fonctionner indépendamment
Taux de réduction harmonique nominal	≥95 % (Pour les distorsions harmoniques typiques)
Performance de filtrage	La performance de filtrage est typiquement THDi ≤ 5 % à charge nominale (même dans les conditions de charge les plus sévères).
Capacité de surcharge	Peut fonctionner en continu à 110 % du courant nominal et pendant 1 minute à 120 % du courant nominal
Facteur de puissance cible	Réglable de -1,0 à +1,0
Effet d'équilibrage de charge triphasé	≤5 %, atténuation des séquences négatives et homopolaires
Capacité de filtrage du neutre	3 fois le courant de filtrage nominal (dans le cas d'un dispositif à 4 fils)
Fréquence de commutation/commande	20kHz
Temps de réponse à pleine capacité	≤5ms
Limite de courant de sortie	Automatiquement limitée à 100 % de la capacité nominale en sortie
Algorithme de commande	FFT intelligente, algorithme de commande adaptatif
Contrôleur	DSP+FPGA
Protection	Protection matérielle (IGBT ERR), protection logicielle (OV OC OF OL…)
Interface de communication	RS485 et CAN
Interface homme-machine	Écran externe 7 pouces / Sans écran / Écran 1,8 pouce (en option)
Protocoles de communication	Par défaut, prend en charge le protocole de communication à distance Modbus ; l'interface de communication utilise RS485 et le bus CAN, et prend en charge le fonctionnement via application mobile (en option).
Bruit	<60db (<45db en fonctionnement à basse vitesse)
Méthode d'installation	Module encastré (baie), montage mural, pose au sol
Indice de protection	IP20
Méthode de refroidissement	Ventilateurs PWM à régulation de vitesse et refroidissement intelligent par air
Couleur	RAL7035, RAL9005, couleurs personnalisées
Température ambiante	-25~55℃
Humidité relative	Maximum 95 %, sans condensation
Altitude d'installation au-dessus du niveau de la mer	≤3000 à capacité nominale ; réduire la capacité si > 3000 (déclassement de 1 % par 100 m)
Qualifications	Rapport d'essai
Normes d'application	IEEE 519

Nuisance des harmoniques et causes (Références : Fuji Electric)

Il existe de nombreux appareils électriques ayant des caractéristiques de fonctionnement non linéaires. Même lorsque la tension appliquée est sinusoïdale, le courant absorbé par l'appareil est non sinusoïdal. Ces dispositifs non linéaires utilisés dans les circuits de distribution électrique créent des courants non linéaires qui provoquent ensuite des distorsions de tension. Ces courants et tensions non linéaires sont généralement appelés courants et tensions harmoniques. Si ces harmoniques sont ignorés ou non détectés, ils peuvent provoquer des conditions de résonance harmonique, ce qui peut entraîner des problèmes de fonctionnement du système, des plaintes des clients, une réduction de la durée de vie des équipements électriques, ainsi qu'une dégradation de l'efficacité et des performances. Les courants et tensions harmoniques peuvent avoir de nombreux effets défavorables sur le système électrique lui-même et sur les charges connectées. Le dysfonctionnement des équipements électroniques, la défaillance des condensateurs, la surchauffe des transformateurs et des conducteurs neutres, ainsi que l'échauffement excessif des machines tournantes sont quelques-uns de ces effets.

Comment fonctionne l'AHF ? (Références : Eaton)

Les harmoniques proviennent de la charge non linéaire. Les filtres actifs harmoniques, également appelés unités de correction harmonique, sont des dispositifs parallèles qui agissent comme un système d'annulation de bruit et injectent des fréquences égales et opposées pour atténuer les harmoniques. Les filtres peuvent également fournir un courant supplémentaire pour corriger le facteur de puissance. Ainsi, ce qui reste provenant de la source et retourne au réseau électrique est uniquement un courant propre et en phase.

Par exemple, si nous faisons fonctionner quatre variateurs de fréquence à 6 impulsions en même temps, nous obtenons un spectre harmonique comprenant les harmoniques de rang 5, 7, 11 et 13. La forme d'onde montrera une quantité significative de courant harmonique dans la distorsion harmonique totale. Lorsque le filtre actif harmonique est activé, il injecte des harmoniques égales et opposées pour annuler celles présentes. La forme d'onde devient alors propre et en phase. Si nous revenons au spectre harmonique, la distorsion du courant est très faible.

L'ajout de filtres actifs harmoniques peut être une bonne solution harmonique pour les systèmes électriques. Bien que plus coûteux que d'autres options, si vous avez plusieurs variateurs fonctionnant en permanence et plusieurs variateurs de secours, les filtres harmoniques constituent un moyen fiable de capturer toutes les harmoniques provenant des charges. Cependant, un point important à connaître du point de vue de la conception du système est que votre variateur doit avoir soit une self de lissage côté continu (DC choke), soit une inductance de ligne côté alternatif (AC line reactor) pour minimiser les harmoniques provenant des variateurs.

Les filtres actifs harmoniques sont généralement disponibles en unités de 50, 75, 100, 200 et 300 ampères que vous pouvez mettre en parallèle. Un autre avantage de l'utilisation de filtres actifs harmoniques est que vous ne pouvez pas les surcharger, car une fois qu'ils ont fourni le courant harmonique maximal et la correction du facteur de puissance dont ils sont capables, ils cessent de produire à ce niveau, qu'il s'agisse de 100 ou 120 ampères, selon le cas.

L'utilisation de filtres actifs harmoniques sur votre système électrique offre une solution au niveau du système pour la protection contre les harmoniques internes et externes.