+36 (23) 381 818 krl@krl.hu
  1. ábra: Alapharmonikus hatásos és meddő teljesítmények a kompenzálás beüzemelését követően – Logisztikai központ

Napjainkban a villamos energia minőségének kérdése egyre hangsúlyosabbá válik. A minőségi mutatók közül kiemelt figyelmet érdemelnek a felharmonikusok. A fogyasztói struktúra átalakulásával egyre több olyan berendezés kapcsolódik a villamos hálózatokra, mely úgynevezett nemlineáris fogyasztónak tekinthető. Ezen eszközök közös jellemzője, hogy nem tisztán 50 Hz-es szinuszos áramot vesznek fel a hálózatból.
Ennek következtében visszahatnak a táphálózat feszültségére, eltorzítva annak jelalakját. A felharmonikusok által okozott problémákat hamar felismerték, több megközelítés is létezik az általuk okozott hatások mérséklésére. A felharmonikusok szűrésének módszereit két nagy csoportra szokás osztani: passzív és aktív szűrés. A következőkben ez utóbbival szeretnénk foglalkozni, néhány esettanulmány segítségével bemutatva a lehetséges alkalmazási területek sokféleségét.

Kulcsszavak: felharmonikusok, felharmonikus szűrés, aktív felharmonikus szűrők.

AKTÍV FELHARMONIKUS SZŰRŐK
GYAKORLATI ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI

A következőkben az aktív felharmonikus szűrők néhány alkalmazási lehetőségét szeretnénk bemutatni, esettanulmány jelleggel.

Az esetek mindegyikében, bár eltérő teljesítménnyel, de ugyanaz az aktív felharmonikus szűrő típus került beépítésre: a Schaffner által gyártott EcoSine Active Sync típus. Ezek a szűrők a mai trendeknek megfelelően moduláris kialakításúak. Egy szűrő modul 60 A kompenzáló áram előállítására képes és gyakorlatilag tetszőleges számú modul párhuzamos alkalmazása lehetséges. A berendezés egészen az 50-es rendszámig képes a felharmonikusok szűrésére, beleértve a páros rendszámokat is. A berendezés 100 μs alatti reakcióideje alkalmassá teszi dinamikus kompenzációs feladatok elvégzésére is. A teljesítményelektronika tekintetében 3 szintű NPC topológiát alkalmaznak az optimális működés és az alacsonyabb veszteségek elérésének érdekében. (veszteség ≤ 2,6%)

Az alkalmazott modulok mindegyike kivétel nélkül 4 vezetékes kialakítású, képes a zérus sorrendű áramok szűrésére is.

Meddőteljesítmény-kompenzálás – Logisztikai központ.

A meddőteljesítmény-kompenzálás tradicionálisan a fogyasztók által a hálózatból felvett induktív jellegű meddő teljesítmény ellensúlyozását jelentette. Napjainkban azonban egyre többször lehet találkozni olyan létesítményekkel, ahol a korszerű, energiatakarékos fogyasztók eredőben kapacitív meddőteljesítmény-felvételt eredményeznek. Ennek a meddő teljesítménynek a kompenzálására a hagyományos kialakítású fázisjavító berendezések nem képesek.

Egy logisztikai központ esetében az üzemeltetők azt tapasztalták, hogy a létesítmény (beleértve a világítástechnikai, irodatechnikai, épületgépészeti fogyasztókat éppúgy, mint a terhelés döntő hányadát képező szállítórendszereket működtető hajtásokat) jelentős kapacitív meddő teljesítményt vesz fel a hálózatból.

Figyelembe véve az áramokban megfigyelt jelentős felharmonikus tartalmat, valamint a fogyasztás változásának dinamikáját, az a döntés született, hogy egy aktív felharmonikus szűrő kerüljön beépítésre, mint meddőkompenzáló berendezés.

A létesítmény főelosztójában telepítésre került egy ilyen eszköz, mely összesen 300 A kompenzáló áram előállítására képes. A létesítmény kisfeszültségen kapja az energiát. A betáplálási megszakító beállított áramértéke 800 A.

A telepített felharmonikus szűrő az elosztóban eredetileg elhelyezett hagyományos kialakítású fázisjavító berendezés helyére került beépítésre. Ennek áramváltója nem volt megfelelő a szűrő számára, így új, Rogowski-tekercses eszközök kerültek utólagosan beépítésre, az elosztó átalakítása nélkül.

A szűrő fő feladata az alapharmonikus meddő teljesítmény kompenzálása. A telepített berendezésen egyelőre csupán ez a funkció került aktiválásra. A berendezés a beállításainak megfelelően a létesítmény eredő meddőteljesítmény-felvételét úgy szabályozza, hogy az egy megadott teljesítménytényezőtartományban legyen. Ezek a célértékek induktív 0,98-0,99 voltak.

A meddőteljesítmény-kompenzálással elért eredményeket a 10. ábra és 11. ábra szemlélteti. Az első ábra a kompenzálás nélküli esetet mutatja, melyen jól látható a kapacitív (negatív) meddő teljesítmény. A teljesítménytényező átlagos értéke a bemutatott időszakban 0.71 volt. A kompenzálás üzembe helyezését követő állapotot bemutató 11. ábrán a meddő teljesítmény végig induktív jellegű (pozitív), az alapharmonikus teljesítménytényező értéke átlagosan 0.995 volt.

Az imént ismertetett megoldás jól illusztrálja az aktív felharmonikus szűrők retrofit jellegű alkalmazásának lehetőségét.

10. ábra: Alapharmonikus hatásos és meddő teljesítmények a kompenzálás beüzemelése előtt – Logisztikai központ

Az eredmények várakozáson felüliek!

ÖSSZEFOGLALÁS

A villamos energia műszaki minősége, azon belül is a felharmonikusok értéke egyre nagyobb figyelmet kap napjainkban. A felharmonikusok csökkentésének korszerű módja az aktív felharmonikus szűrő berendezések alkalmazása. Ezek az eszközök azonban felépítésüknél fogva egyidejűleg több funkció elvégzésére is képesek, így a felharmonikus szűrés helyett egy komplex, „teljesítmény-formálási” feladatot ellátva.

Cikkünkben az aktív felharmonikus szűrők alapvető tulajdonságainak áttekintését követően néhány esettanulmány bemutatásával próbáltuk illusztrálni ezen eszközök alkalmazási lehetőségeinek sokféleségét. A bemutatott esetek rávilágítottak ezen eszközök alkalmazhatóságára felharmonikus szűrés, meddőteljesítmény-kompenzálás, valamint terhelés terhelésszimmetrizálás céljára egyaránt.

Az Ön partnere az egyedi energiaminőség területén a KRL Kontrol Kft.

Egész országra kiterjedő vevőszolgálata az Ön rendelkezésére áll annak érdekében, hogy megtaláljuk az Ön számára legjobb megoldást a megfelelő energiaminőség elérésének érdekében, mindvégig a tanácsadástól a hálózatanalízisen, tervezésen át a megvalósításig és az értékesítés utáni vevőtámogatásig.