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Brand Name: | INOMAX |
Model Number: | SHF |
MOQ: | 1 |
Preis: | USD99-USD150000 |
Payment Terms: | L/C, T/T, Western Union, MoneyGram, |
Supply Ability: | 5-500PCS je nach Leistung |
Einführung für harmonische Filter
Harmonische Filter schützen, ähnlich wie Superhelden, Ihre Energiesysteme. Sie bekämpfen schädliche Oberschwingungen, die die Qualität Ihrer Stromversorgung beeinträchtigen können. Es gibt zwei Haupttypen dieser Schutzvorrichtungen: aktive Oberwellenfilter und passive Oberwellenfilter.
Oberschwingungen und ihre Auswirkungen auf Energiesysteme verstehen
Oberschwingungen in elektrischen Energiesystemen beziehen sich auf Ströme oder Spannungen mit Frequenzen, die ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz der Stromversorgung sind. Wenn die Grundfrequenz beispielsweise 60 Hz beträgt, liegt die zweite Harmonische bei 120 Hz und die dritte bei 180 Hz. Der einer Immobilie zugeführte Strom ist möglicherweise nicht immer „sauber“ und es können Oberwellen auftreten. Diese Oberschwingungen stammen von nichtlinearen Lasten, wie z. B. elektronischen Geräten, die Strom in Impulsen und nicht in einer glatten Welle ziehen.
Diese plötzliche Änderung des Stromflusses führt zu harmonischen Strömen in Ihrem Stromnetz, die verschiedene Probleme mit der Stromqualität verursachen können. Diese Probleme können sich in Form von Spannungseinbrüchen und -anstiegen, Ungleichgewichten der Spannung oder des Stroms zwischen elektrischen Phasen und Flimmereffekten, die durch wiederholtes Schalten elektrischer Lasten verursacht werden, manifestieren. Sie können diese Probleme an Anzeichen wie flackernden Lichtern, überhitzten Transformatoren und häufig auslösenden Leistungsschaltern erkennen.
Der Zustand der Harmonischen in Ihrem System wird durch die Gesamtharmonische Verzerrung (THD) dargestellt, ein Maß für alle harmonischen Effekte. Sie wird typischerweise bis zum 50. Vielfachen der Grundfrequenz des Stromnetzes gemessen, die 3 kHz beträgt, oder gemäß einigen Richtlinien bis zum 40. Vielfachen (2,4 kHz).
Eine schlechte Stromqualität aufgrund von Oberschwingungen kann verschiedene Probleme verursachen, wie zum Beispiel:
Erhöhter Stromverbrauch führt zu höheren Installations- und Stromrechnungen.
Überhitzung der Ausrüstung.
Verminderte Rentabilität.
Mögliche Schäden an Ihrer Ausrüstung.
Überhitzung von Neutralleitern und Verteiltransformatoren.
Verringerte Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Ausrüstung.
Erhöhte Wartungsanforderungen und Ausfallzeiten.
Höhere Stromkosten.
Diese zusätzlichen Frequenzen verzerren die Wechselstrom-Sinuswelle in einem Stromkreis und können schwerwiegende Folgen haben, einschließlich einer Verkürzung der Lebensdauer Ihrer Geräte. Nachdem wir nun die Auswirkungen von Oberschwingungen auf Ihre Stromversorgungssysteme besprochen haben, wollen wir besprechen, wie Oberschwingungsfilter zur Bewältigung dieser Probleme beitragen können.
Grundlagen des aktiven harmonischen Filters
Aktive harmonische Filter (AHFs) stellen eine moderne Antwort auf das Problem harmonischer Verzerrungen in Energiesystemen dar. Sie nutzen modernste Technologie, um die Oberwellen im Netzwerk zu erkennen und zu untersuchen. Eine Zentraleinheit (CPU) erzeugt dann einen harmonischen Strom, der dem gemessenen Spektrum entgegenwirkt. Es führt diesen Gegenstrom in Echtzeit in das System ein und neutralisiert so effektiv alle vorhandenen Oberschwingungen.
Wir können aktive Filter in drei Typen einteilen, von denen jeder seine einzigartigen Vorteile hat:
Shunt-Aktivfilter:
Diese werden parallel zur Last angeschlossen und schätzen den Oberschwingungsstrom der Last. Sie erzeugen einen Ausgleichsstrom, der die harmonische Komponente neutralisiert.
Aktive Filter der Serie:
Diese sind in Reihe mit dem Stromnetz verbunden und speisen eine Spannung ein, die die Oberschwingungsspannung im System aufhebt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Last eine stabile Spannung erhält.
Der Hauptvorteil aktiver Filter liegt in ihrer Fähigkeit, den Leistungsfaktor zu erhöhen. Sie liefern sowohl kapazitive als auch induktive Blindleistung und sind damit eine anspruchsvolle Lösung zur Oberschwingungsfilterung. Aktive Filter können sich an wechselnde harmonische Einflüsse anpassen und mehrere harmonische Frequenzen gleichzeitig herausfiltern. Sie nutzen hochentwickelte Leistungselektronik und Steueralgorithmen, um die harmonische Verzerrung dynamisch zu verringern und ausgleichende Ströme in das Stromnetz einzuspeisen. Dies führt zu einer saubereren und stabileren Stromversorgung.
Aktive Filter bieten gegenüber passiven Filtern mehrere Vorteile:
Sie können mehrere Oberwellen gleichzeitig beseitigen.
Sie passen sich an Änderungen der Netzfrequenz und des harmonischen Spektrums an.
Im Gegensatz zu passiven Filtern verursachen sie keine Resonanzprobleme im Stromnetz.
Sie erzeugen aktiv einen umgekehrten Kompensationsstrom, der verschiedene harmonische Komponenten eliminiert und so die Parameter der Netzqualität wie Spannungsregelung und Unsymmetrie verbessert.
AHFs, auch Active Power Filters (APFs) genannt, stellen eine neue Generation leistungselektronischer Geräte dar. Sie verwenden Hochgeschwindigkeits-DSP-Geräte
Sie unterdrücken aktiv Oberschwingungen und kompensieren Blindleistung. AHFs sind anpassungsfähig und können auf ein breites Spektrum harmonischer Frequenzen reagieren, was sie zu einer vielseitigen Lösung für verschiedene Energiesystemkonfigurationen macht. Spannungsschwankungen und Oberschwingungen können Netzstörungen auslösen und zu Überhitzung und steigenden Energiekosten führen. Ein AHF kann diese Probleme mildern, indem er im gesamten Lastbereich ein Ergebnis von mehr als 5 % Gesamtharmonischer Verzerrung (THD) liefert, den Leistungsfaktor verbessert und bei Bedarf die Last auf allen drei Phasen ausgleicht.
Mit ihrer adaptiven Natur und überlegenen Technologie bieten aktive harmonische Filter eine wirksame Lösung für die Herausforderungen, die durch harmonische Verzerrungen in Energiesystemen entstehen. Wir werden uns nun mit den Grundlagen passiver harmonischer Filter und ihrem Vergleich mit aktiven harmonischen Filtern befassen.
Grundlagen des passiven harmonischen Filters
Passive Harmonische Filter (PHFs) basieren auf den Prinzipien der grundlegenden Theorie elektrischer Schaltkreise. Sie verwenden Widerstände, Induktivitäten und Kondensatoren, um unerwünschte Frequenzen zu eliminieren. Diese Komponenten arbeiten auf unterschiedliche Weise zusammen, um einen bestimmten Filtereffekt zu erzeugen.
Der Erfolg eines PHF bei der Beseitigung von Oberschwingungen hängt stark von seinem Design und seiner Position im Stromnetz ab. Beim Entwerfen geht es darum, die richtigen Werte für Widerstand, Induktivität und Kapazität auszuwählen, um den gewünschten Filtereffekt zu erzielen. Für die beste Oberwellenbeseitigung sollten Sie den Filter in der Nähe der Oberwellenquelle platzieren.
Die Aufgabe eines PHF besteht darin, bestimmte Frequenzen zuzulassen und andere zu blockieren. Dies wird erreicht, indem die einzigartigen Reaktionen von Kondensatoren und Induktivitäten auf unterschiedliche Frequenzen genutzt werden. In Stromversorgungssystemen sind PHFs so konzipiert, dass sie harmonische Frequenzen „einfangen“ und nur die Grundfrequenz passieren lassen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Impedanz des Filters bei den harmonischen Frequenzen hoch und bei der Grundfrequenz niedrig ist.
Es gibt verschiedene Arten von PHFs, von denen jede eine einzigartige Reaktion auf Frequenz und Schaltungsaufbau aufweist. Dazu gehören:
Einfach abgestimmte Filter
Doppelt abgestimmte Filter
Hochpassfilter
Obwohl PHFs relativ einfach und kostengünstig sind, bieten sie nicht die Flexibilität von Active Harmonic Filters (AHFs). Änderungen im Systembetrieb können sich auch auf deren Leistung auswirken.
PHFs verwenden passive Komponenten wie Drosseln und Kondensatoren, die auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt sind, um einen bestimmten harmonischen Teil herauszufiltern und die resultierenden Harmonischen zu reduzieren. Sie kompensieren auch Blindleistung und verbessern so den Leistungsfaktor. Vergleichen wir diese nun mit ihren aktiven Gegenstücken.
Effizienzvergleich
Mehrere Faktoren können die Effizienz sowohl aktiver harmonischer Filter (AHFs) als auch passiver harmonischer Filter (PHFs) beeinflussen, einschließlich der spezifischen harmonischen Frequenzen im System, der Lastbedingungen sowie der Konstruktion und Position der Filter. Sowohl AHFs als auch PHFs spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Oberschwingungen in Energiesystemen, sie funktionieren jedoch unterschiedlich und bieten unterschiedliche Effizienzniveaus. Lassen Sie uns untersuchen, wie sich diese Unterschiede auf ihre Effizienz auswirken.
Hier sind einige wichtige Unterschiede zwischen AHFs und PHFs:
AHFs können mehrere Frequenzen gleichzeitig reduzieren.
PHFs filtern typischerweise einzelne Harmonische.
AHFs können sich innerhalb eines bestimmten Bereichs aktiv an Änderungen des Oberschwingungsstroms im Stromnetz anpassen.
PHFs können die Harmonischen fester Ordnungen (3,5,7) nur innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs reduzieren.
Aus Sicherheitsgründen vermeiden AHFs im Gegensatz zu PHFs eine Überlastung bei Erreichen der aktiven Filtergrenze. Darüber hinaus hat ein Ausfall eines AHF keinen Einfluss auf die Motoren, für die er die Leistung optimiert. Dies bringt uns zu einer wichtigen Überlegung beim Vergleich der beiden.
Während also sowohl AHFs als auch PHFs ihre Rolle spielen und Vorteile bieten, ist klar, dass AHFs eine überlegene Effizienz und Sicherheit bei der Bewältigung von Netzverzerrungen bieten.
Kostenvergleich
Die Entscheidung zwischen aktiven harmonischen Filtern (AHFs) und passiven harmonischen Filtern (PHFs) ist für Ihr Unternehmen von entscheidender Bedeutung, da sie unterschiedliche Kostenauswirkungen haben. Lassen Sie uns ihre Kosten untersuchen.
Auf den ersten Blick scheinen AHFs für eine Einzellaufwerksanwendung teurer zu sein. Allerdings steigt ihre Wirtschaftlichkeit mit zunehmender Anzahl nichtlinearer Lasten. Dies liegt daran, dass ein AHF mehrere Lasten korrigieren kann, was es auf lange Sicht zu einer budgetfreundlicheren Wahl macht.
Umgekehrt sind PHFs in der Regel kostengünstiger für Anwendungen mit einer großen, einzelnen, nichtlinearen Last. Der Investitionsaufwand für einen AHF ist in der Regel höher als der für einen PHF. Wenn jedoch eine konstante Leistung von größter Bedeutung ist, sind AHFs die empfohlene Lösung. Trotz der höheren Anschaffungskosten können AHFs die Energiekosten erheblich senken und eine konstante Leistung gewährleisten, wodurch sich der Nettogewinn Ihres Unternehmens steigert.
Bei der Entscheidung zwischen AHFs und PHFs sollten Sie Faktoren wie die spezifischen harmonischen Frequenzen in Ihrem System, die Lastbedingungen sowie das Design und die Platzierung der Filter berücksichtigen.
Während Sie die Anfangsinvestition und zukünftige Wartungskosten berücksichtigen müssen, ist es bei der Entscheidung zwischen AHFs und PHFs auch wichtig, die spezifischen Anforderungen Ihres Stromsystems zu berücksichtigen. Lassen Sie uns unseren Fokus auf den Wartungsaspekt dieser Filter verlagern.
Wartung
Sowohl aktive als auch passive Oberschwingungsfilter bieten hinsichtlich der Wartung einzigartige Vor- und Nachteile. Externe Harmonische können sich auf passive harmonische Filter (PHFs) auswirken, was zu Überhitzung führt und aufgrund der Unvorhersehbarkeit ihrer Auswirkungen Probleme bei der Dimensionierung mit sich bringt.
Einige moderne PHFs, die Techniker auf der kalten Seite sternförmig verbundener elektrischer Unterschalttafeln und Erdungsanwendungen installieren, sind passiv und induktiv. Diese Geräte benötigen keine elektrischen Komponenten von Drittanbietern, sodass keine Wartung erforderlich ist.
Aktive harmonische Filter (AHFs), auch bekannt als harmonische Korrektureinheiten (HCUs), bieten eine ausgefeiltere Lösung für die Bewältigung von Verzerrungen im Stromversorgungssystem. Im Gegensatz zu passiven Filtern können sich AHFs an ein breites Spektrum harmonischer Frequenzen anpassen und darauf reagieren. Diese Anpassungsfähigkeit macht sie zu einer flexiblen Lösung für verschiedene Energiesystemkonfigurationen.
Ein aktives harmonisches Filtersystem besteht aus drei Hauptteilen:
- Ein Modul, das Oberwellen erkennt
- Ein Steuermodul
- Ein Wechselrichter-Brückenmodul
Allerdings ist die Wartung von AHFs nicht so einfach. Während AHFs im Allgemeinen ausgefeilter und anpassungsfähiger sind als PHFs, erfordern ihre Komplexität und der Einbau von Leistungselektronik möglicherweise eine häufigere Wartung. Die konkrete Häufigkeit dieser Wartung hängt weitgehend vom AHF-Modell und den Herstellerangaben ab.
Passive Filter hingegen verwenden eine langsamere Methode, die als Schützschaltung bekannt ist. Jede Änderung der Frequenz der passiven Filter kann den Resonanzpunkt verändern und den harmonischen Filtereffekt verringern.
Zu den Betriebskosten:
Aktive Oberschwingungsfilter können aufgrund der Notwendigkeit einer ständigen Überwachung und Wartung höhere Kosten verursachen. Regelmäßige Kontrollen und Anpassungen sind von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass der Filter weiterhin optimal funktioniert, wenn sich die Bedingungen des Stromnetzes im Laufe der Zeit ändern.
Die Installation eines passiven Oberschwingungsfilters an jedem Antrieb kann eine weniger aufwändige Kompensationsmethode sein, da keine laufende Wartung erforderlich ist.
Nach der Erörterung der Wartungsaspekte gilt als nächstes die Anpassungsfähigkeit und Flexibilität dieser Filter.