فعال ہارمونک فلٹر (AHF)

مصنوعہ تعارف

IEEE 519 معیار کی ضروریات کے مطابق، کل ہارمونک ڈسٹورشن ریٹ (THD) 5% سے کم ہونا چاہیے؛ AHF کا استعمال 2-50 ویں ہارمونک معاوضے کو پورا کرنے کے لیے کریں تاکہ IEEE 519 معیار کو پورا کیا جا سکے۔

AHF کرنٹ یا لوڈ کرنٹ کو ریئل ٹائم میں معلوم کرنے کے لیے ایک بیرونی ٹرانسفارمر CT استعمال کرتا ہے۔ AHF 3-لیول ٹوپولوجی پر مبنی ہے۔ DSP+FPGA کنٹرولر تیز فوئیر ٹرانسفارم کے ذریعے لوڈ کے بیس سائن ویو کرنٹ اور ہر ہارمونک کرنٹ کو نکالتا ہے، اور dq گھومنے والے کوآرڈینیٹ کے ذریعے فعال، رد عمل، اور منفی ترتیب کا ڈیٹا حاصل کرتا ہے۔ پھر، IGBT پاور کنورٹر ہارمونک ویو کی ایک ہی طول و عرض کے ساتھ ایک معاوضہ کرنٹ پیدا کرتا ہے، لیکن الٹی پولیرٹی (ہارمونک، رد عمل، غیر متوازن) کے ساتھ، اور معاوضہ کرنٹ کو گرڈ میں داخل کیا جاتا ہے تاکہ پاور گرڈ کی طرف بجلی کے معیار کو بہتر بنانے کا کام حاصل کیا جا سکے اور سسٹم میں ہارمونکس کو ختم کیا جا سکے۔

AHF کنٹرول اصول کا خاکہ

AHF سسٹم ٹوپولوجی (NPC تھری-لیول آرکیٹیکچر)

AHF آپریشن اصول کا خاکہ

AHF تکنیکی پیرامیٹرز کی فہرست

تکنیکی ڈیٹا اور وضاحتیں
ریٹیڈ وولٹیج (V)	400V	480V	690V
ریٹیڈ (صلاحیت) (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
آپریٹنگ فریکوئنسی	50/60Hz±10%(45~66Hz)
سرکٹ ٹوپولوجی	تھری-لیول NPC
معاوضہ موڈ	ہارمونک معاوضہ، رد عمل معاوضہ، تھری فیز لوڈ عدم توازن معاوضہ
ہارمونک فلٹر کرنے کی صلاحیت	ریٹیڈ لوڈ پر 95% سے بہتر
فلٹر رینج	2nd~51st طاق آرڈر ہارمونکس (منتخب یا مکمل معاوضہ)
CT تنصیب کی پوزیشن	گرڈ/لوڈ سائیڈ
CT تنصیب کا طریقہ	اوپن لوپ یا بند لوپ (متوازی آپریشن کے لیے اوپن لوپ تجویز کیا جاتا ہے)
وائر سسٹم	تھری فیز تھری وائر / تھری فیز فور وائر
متوازی مشینوں کی تعداد	≤20 (ایک کنٹرول پینل 8 یونٹس تک کنٹرول کر سکتا ہے)
ریڈنڈنسی	کوئی بھی AHF یونٹ آزادانہ طور پر کام کر سکتا ہے
ہارمونک کمی کی شرح	≥95% (عام ہارمونک آرڈر ڈسٹورشن کے لیے)
فلٹرنگ کارکردگی	فلٹرنگ کارکردگی عام طور پر ریٹیڈ لوڈ پر THDi ≤ 5% ہوتی ہے (انتہائی شدید لوڈ کے تحت بھی)۔
اوورلوڈ صلاحیت	یہ ریٹیڈ کرنٹ کے 110% پر مسلسل چل سکتا ہے اور ریٹیڈ کرنٹ کے 120% پر 1 منٹ تک چل سکتا ہے
ہدف پاور فیکٹر	-1.0 سے +1.0 تک ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے
3 فیز لوڈ بیلنسنگ اثر	≤5%، منفی اور صفر ترتیب کو کم کرتا ہے
نیوٹرل فلٹرنگ صلاحیت	ریٹیڈ فلٹر کرنٹ کا 3 گنا (4 وائر ڈیوائس کی صورت میں)
سوئچنگ/کنٹرول فریکوئنسی	20kHz
مکمل صلاحیت کا رسپانس ٹائم	≤5ms
آؤٹ پٹ کرنٹ کی حد	خود بخود ریٹیڈ صلاحیت کے 100% کے اندر آؤٹ پٹ تک محدود
کنٹرول الگورتھم	ذہین FFT، خود انکولی کنٹرول الگورتھم
کنٹرولر	DSP+FPGA
تحفظ	ہارڈویئر تحفظ (IGBT ERR)، سافٹ ویئر تحفظ (OV OC OF OL…)
مواصلاتی انٹرفیس	RS485 اور CAN
ہیومن مشین انٹرفیس	بیرونی 7 انچ اسکرین / کوئی اسکرین نہیں / 1.8 انچ اسکرین / (اختیاری)
مواصلاتی پروٹوکول	فیکٹری ڈیفالٹ Modbus ریموٹ کمیونیکیشن پروٹوکول کو سپورٹ کرتا ہے؛ کمیونیکیشن انٹرفیس RS485 اور CAN بس استعمال کرتا ہے، اور موبائل فون APP (اختیاری) آپریشن کو سپورٹ کرتا ہے۔
شور	<60db (<45db کم رفتار آپریشن کے دوران)
تنصیب کا طریقہ	ماڈیول ایمبیڈڈ (ریک)، وال ماونٹڈ، فری لینڈنگ
تحفظ کی سطح	IP20
کولنگ کا طریقہ	رفتار ریگولیشن ذہین ایئر کولنگ PWM پنکھے
رنگ	RAL7035، RAL9005، اپنی مرضی کے رنگ
ماحولیاتی درجہ حرارت	-25~55℃
رشتہ دار نمی	زیادہ سے زیادہ 95%، بغیر گاڑھا ہونے کے
سمندر کی سطح سے اونچائی	ریٹیڈ صلاحیت پر ≤3000؛ اگر یہ > 3000 ہے تو صلاحیت کو مناسب طریقے سے کم کریں (فی 100m 1% ڈیریٹنگ)
قابلیت	ٹیسٹ رپورٹ
نفاذ کے معیارات	IEEE 519

ہارمونکس کے نقصانات اور وجوہات (حوالہ: Fuji Electric)

بہت سے برقی آلات ہیں جن میں غیر لکیری آپریٹنگ خصوصیات ہیں، یہاں تک کہ جب لاگو وولٹیج سائنوسائیڈل نوعیت کا ہو، تو ڈیوائس کے ذریعے کھینچا گیا کرنٹ غیر سائنوسائیڈل نوعیت کا ہوتا ہے۔ پاور ڈسٹری بیوشن سرکٹس میں استعمال ہونے والے یہ غیر لکیری آلات غیر لکیری کرنٹ پیدا کرتے ہیں اور اس کے نتیجے میں وولٹیج کی مسخ ہوتی ہے۔ ان غیر لکیری کرنٹ اور وولٹیجز کو عام طور پر ہارمونک کرنٹ اور وولٹیج کہا جاتا ہے۔ اگر ان ہارمونکس کو نظر انداز کیا جائے یا ان کا پتہ نہ لگایا جائے تو وہ ہارمونک گونج کے حالات پیدا کر سکتے ہیں، جو سسٹم آپریٹنگ مسائل پیش کر سکتے ہیں جس کے نتیجے میں صارفین سے شکایات اور پاور آلات کی عمر میں کمی کے ساتھ ساتھ کارکردگی اور کارکردگی میں کمی واقع ہو سکتی ہے۔ ہارمونک کرنٹ اور وولٹیج پاور سسٹم اور منسلک بوجھ پر بہت سے منفی اثرات ڈال سکتے ہیں۔ الیکٹرانک آلات کی خرابی، کیپیسٹر کی ناکامی، ٹرانسفارمر اور نیوٹرل کنڈکٹر کا زیادہ گرم ہونا، گھومنے والی مشینری میں ضرورت سے زیادہ گرم ہونا ان میں سے کچھ اثرات ہیں۔

AHF کیسے کام کرتا ہے؟ (حوالہ: Eaton)

ہارمونکس غیر لکیری بوجھ سے آتے ہیں۔ ایکٹیو ہارمونک فلٹرز، جنہیں ہارمونک اصلاحی یونٹ بھی کہا جاتا ہے، متوازی آلات ہیں جو شور منسوخی کے نظام کی طرح کام کرتے ہیں اور ہارمونکس کو کم کرنے کے لیے برابر اور مخالف فریکوئنسی داخل کرتے ہیں۔ فلٹرز پاور فیکٹر کو درست کرنے کے لیے اضافی کرنٹ بھی فراہم کر سکتے ہیں۔ لہٰذا، جو کچھ ماخذ سے یوٹیلیٹی میں واپس بہتا ہے وہ صرف ایک اچھا، صاف کرنٹ ہے جو فیز میں ہے۔

مثال کے طور پر، اگر ہم ایک ہی وقت میں چار 6-پلس ویری ایبل فریکوئنسی ڈرائیوز چلاتے ہیں، تو ہمارے پاس 5ویں، 7ویں، 11ویں اور 13ویں ہارمونکس کا ہارمونک سپیکٹرم ہوتا ہے۔ ویوفارم کل ہارمونک ڈسٹورشن میں ہارمونک کرنٹ کی ایک خاصی مقدار دکھائے گا۔ جب ایکٹیو ہارمونک فلٹر آن کیا جاتا ہے، تو یہ وہاں موجود ہارمونکس کو منسوخ کرنے کے لیے برابر اور مخالف ہارمونکس داخل کرے گا۔ اب ویوفارم صاف اور فیز میں ہوگا۔ اگر ہم واپس جائیں اور ہارمونک سپیکٹرم کو دیکھیں، تو کرنٹ ڈسٹورشن بہت کم ہے۔

ایکٹیو ہارمونک فلٹرز شامل کرنا پاور سسٹمز کے لیے ایک اچھا ہارمونک حل ہو سکتا ہے۔ اگرچہ دیگر آپشنز کے مقابلے میں زیادہ مہنگا ہے، اگر آپ کے پاس ایک سے زیادہ ڈرائیوز ہمیشہ چل رہی ہیں اور بیک اپ کے طور پر ایک سے زیادہ ڈرائیوز ہیں، تو ہارمونک فلٹرز بوجھ سے آنے والے تمام ہارمونکس کو پکڑنے کا ایک قابل اعتماد طریقہ ہوں گے۔ تاہم، سسٹم ڈیزائن کے نقطہ نظر سے جاننے کے لیے ایک اہم بات یہ ہے کہ آپ کی ڈرائیو میں ڈرائیوز سے نکلنے والے ہارمونکس کو کم سے کم کرنے کے لیے یا تو DC چوک یا AC لائن ری ایکٹر ہونا چاہیے۔

ایکٹیو ہارمونک فلٹرز عام طور پر 50، 75، 100، 200 اور 300 ایمپیئر یونٹس میں آتے ہیں جنہیں آپ متوازی کر سکتے ہیں۔ ایکٹیو ہارمونک فلٹرز استعمال کرنے کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ آپ انہیں اوورلوڈ نہیں کر سکتے، کیونکہ ایک بار جب وہ زیادہ سے زیادہ ہارمونک کرنٹ اور پاور فیکٹر کریکشن پیدا کر دیتے ہیں، تو وہ اس سطح پر پیدا کرنا بند کر دیتے ہیں—چاہے یہ 100 یا 120 ایمپیئر ہو، جو بھی معاملہ ہو۔

اپنے پاور سسٹم پر ایکٹیو ہارمونک فلٹرز کا استعمال اندرونی اور بیرونی ہارمونک تحفظ کے لیے ایک سسٹم لیول حل فراہم کرتا ہے۔

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

مصنوعہ تعارف

IEEE 519 معیار کی ضروریات کے مطابق، کل ہارمونک ڈسٹورشن ریٹ (THD) 5% سے کم ہونا چاہیے؛ AHF کا استعمال 2-50 ویں ہارمونک معاوضے کو پورا کرنے کے لیے کریں تاکہ IEEE 519 معیار کو پورا کیا جا سکے۔

AHF کرنٹ یا لوڈ کرنٹ کو ریئل ٹائم میں معلوم کرنے کے لیے ایک بیرونی ٹرانسفارمر CT استعمال کرتا ہے۔ AHF 3-لیول ٹوپولوجی پر مبنی ہے۔ DSP+FPGA کنٹرولر تیز فوئیر ٹرانسفارم کے ذریعے لوڈ کے بیس سائن ویو کرنٹ اور ہر ہارمونک کرنٹ کو نکالتا ہے، اور dq گھومنے والے کوآرڈینیٹ کے ذریعے فعال، رد عمل، اور منفی ترتیب کا ڈیٹا حاصل کرتا ہے۔ پھر، IGBT پاور کنورٹر ہارمونک ویو کی ایک ہی طول و عرض کے ساتھ ایک معاوضہ کرنٹ پیدا کرتا ہے، لیکن الٹی پولیرٹی (ہارمونک، رد عمل، غیر متوازن) کے ساتھ، اور معاوضہ کرنٹ کو گرڈ میں داخل کیا جاتا ہے تاکہ پاور گرڈ کی طرف بجلی کے معیار کو بہتر بنانے کا کام حاصل کیا جا سکے اور سسٹم میں ہارمونکس کو ختم کیا جا سکے۔

AHF کنٹرول اصول کا خاکہ

AHF سسٹم ٹوپولوجی (NPC تھری-لیول آرکیٹیکچر)

AHF آپریشن اصول کا خاکہ

AHF تکنیکی پیرامیٹرز کی فہرست

تکنیکی ڈیٹا اور وضاحتیں
ریٹیڈ وولٹیج (V)	400V	480V	690V
ریٹیڈ (صلاحیت) (A)	30A 50A 75A 100A 150A	30A 50A 75A 100A 150A	100A 150A
آپریٹنگ فریکوئنسی	50/60Hz±10%(45~66Hz)
سرکٹ ٹوپولوجی	تھری-لیول NPC
معاوضہ موڈ	ہارمونک معاوضہ، رد عمل معاوضہ، تھری فیز لوڈ عدم توازن معاوضہ
ہارمونک فلٹر کرنے کی صلاحیت	ریٹیڈ لوڈ پر 95% سے بہتر
فلٹر رینج	2nd~51st طاق آرڈر ہارمونکس (منتخب یا مکمل معاوضہ)
CT تنصیب کی پوزیشن	گرڈ/لوڈ سائیڈ
CT تنصیب کا طریقہ	اوپن لوپ یا بند لوپ (متوازی آپریشن کے لیے اوپن لوپ تجویز کیا جاتا ہے)
وائر سسٹم	تھری فیز تھری وائر / تھری فیز فور وائر
متوازی مشینوں کی تعداد	≤20 (ایک کنٹرول پینل 8 یونٹس تک کنٹرول کر سکتا ہے)
ریڈنڈنسی	کوئی بھی AHF یونٹ آزادانہ طور پر کام کر سکتا ہے
ہارمونک کمی کی شرح	≥95% (عام ہارمونک آرڈر ڈسٹورشن کے لیے)
فلٹرنگ کارکردگی	فلٹرنگ کارکردگی عام طور پر ریٹیڈ لوڈ پر THDi ≤ 5% ہوتی ہے (انتہائی شدید لوڈ کے تحت بھی)۔
اوورلوڈ صلاحیت	یہ ریٹیڈ کرنٹ کے 110% پر مسلسل چل سکتا ہے اور ریٹیڈ کرنٹ کے 120% پر 1 منٹ تک چل سکتا ہے
ہدف پاور فیکٹر	-1.0 سے +1.0 تک ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے
3 فیز لوڈ بیلنسنگ اثر	≤5%، منفی اور صفر ترتیب کو کم کرتا ہے
نیوٹرل فلٹرنگ صلاحیت	ریٹیڈ فلٹر کرنٹ کا 3 گنا (4 وائر ڈیوائس کی صورت میں)
سوئچنگ/کنٹرول فریکوئنسی	20kHz
مکمل صلاحیت کا رسپانس ٹائم	≤5ms
آؤٹ پٹ کرنٹ کی حد	خود بخود ریٹیڈ صلاحیت کے 100% کے اندر آؤٹ پٹ تک محدود
کنٹرول الگورتھم	ذہین FFT، خود انکولی کنٹرول الگورتھم
کنٹرولر	DSP+FPGA
تحفظ	ہارڈویئر تحفظ (IGBT ERR)، سافٹ ویئر تحفظ (OV OC OF OL…)
مواصلاتی انٹرفیس	RS485 اور CAN
ہیومن مشین انٹرفیس	بیرونی 7 انچ اسکرین / کوئی اسکرین نہیں / 1.8 انچ اسکرین / (اختیاری)
مواصلاتی پروٹوکول	فیکٹری ڈیفالٹ Modbus ریموٹ کمیونیکیشن پروٹوکول کو سپورٹ کرتا ہے؛ کمیونیکیشن انٹرفیس RS485 اور CAN بس استعمال کرتا ہے، اور موبائل فون APP (اختیاری) آپریشن کو سپورٹ کرتا ہے۔
شور	<60db (<45db کم رفتار آپریشن کے دوران)
تنصیب کا طریقہ	ماڈیول ایمبیڈڈ (ریک)، وال ماونٹڈ، فری لینڈنگ
تحفظ کی سطح	IP20
کولنگ کا طریقہ	رفتار ریگولیشن ذہین ایئر کولنگ PWM پنکھے
رنگ	RAL7035، RAL9005، اپنی مرضی کے رنگ
ماحولیاتی درجہ حرارت	-25~55℃
رشتہ دار نمی	زیادہ سے زیادہ 95%، بغیر گاڑھا ہونے کے
سمندر کی سطح سے اونچائی	ریٹیڈ صلاحیت پر ≤3000؛ اگر یہ > 3000 ہے تو صلاحیت کو مناسب طریقے سے کم کریں (فی 100m 1% ڈیریٹنگ)
قابلیت	ٹیسٹ رپورٹ
نفاذ کے معیارات	IEEE 519

ہارمونکس کے نقصانات اور وجوہات (حوالہ: Fuji Electric)

بہت سے برقی آلات ہیں جن میں غیر لکیری آپریٹنگ خصوصیات ہیں، یہاں تک کہ جب لاگو وولٹیج سائنوسائیڈل نوعیت کا ہو، تو ڈیوائس کے ذریعے کھینچا گیا کرنٹ غیر سائنوسائیڈل نوعیت کا ہوتا ہے۔ پاور ڈسٹری بیوشن سرکٹس میں استعمال ہونے والے یہ غیر لکیری آلات غیر لکیری کرنٹ پیدا کرتے ہیں اور اس کے نتیجے میں وولٹیج کی مسخ ہوتی ہے۔ ان غیر لکیری کرنٹ اور وولٹیجز کو عام طور پر ہارمونک کرنٹ اور وولٹیج کہا جاتا ہے۔ اگر ان ہارمونکس کو نظر انداز کیا جائے یا ان کا پتہ نہ لگایا جائے تو وہ ہارمونک گونج کے حالات پیدا کر سکتے ہیں، جو سسٹم آپریٹنگ مسائل پیش کر سکتے ہیں جس کے نتیجے میں صارفین سے شکایات اور پاور آلات کی عمر میں کمی کے ساتھ ساتھ کارکردگی اور کارکردگی میں کمی واقع ہو سکتی ہے۔ ہارمونک کرنٹ اور وولٹیج پاور سسٹم اور منسلک بوجھ پر بہت سے منفی اثرات ڈال سکتے ہیں۔ الیکٹرانک آلات کی خرابی، کیپیسٹر کی ناکامی، ٹرانسفارمر اور نیوٹرل کنڈکٹر کا زیادہ گرم ہونا، گھومنے والی مشینری میں ضرورت سے زیادہ گرم ہونا ان میں سے کچھ اثرات ہیں۔

AHF کیسے کام کرتا ہے؟ (حوالہ: Eaton)

ہارمونکس غیر لکیری بوجھ سے آتے ہیں۔ ایکٹیو ہارمونک فلٹرز، جنہیں ہارمونک اصلاحی یونٹ بھی کہا جاتا ہے، متوازی آلات ہیں جو شور منسوخی کے نظام کی طرح کام کرتے ہیں اور ہارمونکس کو کم کرنے کے لیے برابر اور مخالف فریکوئنسی داخل کرتے ہیں۔ فلٹرز پاور فیکٹر کو درست کرنے کے لیے اضافی کرنٹ بھی فراہم کر سکتے ہیں۔ لہٰذا، جو کچھ ماخذ سے یوٹیلیٹی میں واپس بہتا ہے وہ صرف ایک اچھا، صاف کرنٹ ہے جو فیز میں ہے۔

مثال کے طور پر، اگر ہم ایک ہی وقت میں چار 6-پلس ویری ایبل فریکوئنسی ڈرائیوز چلاتے ہیں، تو ہمارے پاس 5ویں، 7ویں، 11ویں اور 13ویں ہارمونکس کا ہارمونک سپیکٹرم ہوتا ہے۔ ویوفارم کل ہارمونک ڈسٹورشن میں ہارمونک کرنٹ کی ایک خاصی مقدار دکھائے گا۔ جب ایکٹیو ہارمونک فلٹر آن کیا جاتا ہے، تو یہ وہاں موجود ہارمونکس کو منسوخ کرنے کے لیے برابر اور مخالف ہارمونکس داخل کرے گا۔ اب ویوفارم صاف اور فیز میں ہوگا۔ اگر ہم واپس جائیں اور ہارمونک سپیکٹرم کو دیکھیں، تو کرنٹ ڈسٹورشن بہت کم ہے۔

ایکٹیو ہارمونک فلٹرز شامل کرنا پاور سسٹمز کے لیے ایک اچھا ہارمونک حل ہو سکتا ہے۔ اگرچہ دیگر آپشنز کے مقابلے میں زیادہ مہنگا ہے، اگر آپ کے پاس ایک سے زیادہ ڈرائیوز ہمیشہ چل رہی ہیں اور بیک اپ کے طور پر ایک سے زیادہ ڈرائیوز ہیں، تو ہارمونک فلٹرز بوجھ سے آنے والے تمام ہارمونکس کو پکڑنے کا ایک قابل اعتماد طریقہ ہوں گے۔ تاہم، سسٹم ڈیزائن کے نقطہ نظر سے جاننے کے لیے ایک اہم بات یہ ہے کہ آپ کی ڈرائیو میں ڈرائیوز سے نکلنے والے ہارمونکس کو کم سے کم کرنے کے لیے یا تو DC چوک یا AC لائن ری ایکٹر ہونا چاہیے۔

ایکٹیو ہارمونک فلٹرز عام طور پر 50، 75، 100، 200 اور 300 ایمپیئر یونٹس میں آتے ہیں جنہیں آپ متوازی کر سکتے ہیں۔ ایکٹیو ہارمونک فلٹرز استعمال کرنے کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ آپ انہیں اوورلوڈ نہیں کر سکتے، کیونکہ ایک بار جب وہ زیادہ سے زیادہ ہارمونک کرنٹ اور پاور فیکٹر کریکشن پیدا کر دیتے ہیں، تو وہ اس سطح پر پیدا کرنا بند کر دیتے ہیں—چاہے یہ 100 یا 120 ایمپیئر ہو، جو بھی معاملہ ہو۔

اپنے پاور سسٹم پر ایکٹیو ہارمونک فلٹرز کا استعمال اندرونی اور بیرونی ہارمونک تحفظ کے لیے ایک سسٹم لیول حل فراہم کرتا ہے۔