2 次から 50 次までの高調波フィルタリング: 広帯域 AHF が同調フィルタに勝る理由

概要真の2番目から50番目までのハーモニックオーダーのフィルタリングを備えたアクティブハーモニックフィルター (AHF) を選択することは,THDi監査に合格するか失敗するかの違いです.ほとんどの低電圧ネットワークは,もはや単一の支配的な調和を運ぶことができません.変頻駆動器,UPS直線器,LEDドライバEV充電器とインダクション加熱装置は 調整された反応器が 単に見ることができない 密度の高いインターハーモニックと 偶数組成物を注入しますブロードバンドアクティブハーモニックフィルターは 波形をリアルタイムで測定し 2~50の範囲に 均等で反対の電流を注入します負荷の混合に関係なく,電流の総調和歪みは 5%未満このガイドでは,ホーモニック・オーダー・フィルタリングが実際に何を意味するのか,なぜ固定調節フィルタが20~40%の残留歪みを残しているかを説明します.実際の産業用ブロードバンド AHFのサイズと設定方法データセンターと再生可能エネルギー施設

"2 番 から 50 番 の 調和 の 順序" は,ほんとう に 何 を 意味 し て い ます か

ハーモニック順序は,周期的な歪みが繰り返される基本周波数の整数倍数である. 50 Hz システムでは,5 番目のハーモニックは 250 Hz,7 番目のハーモニックは 350 Hz,そして第50の和音は2に達します2番目から50番目までのフィルタリングに適した装置は,したがって100 Hz (2番目,50 Hzで) から2,500 Hzまでの部品をキャンセルするように設計されています.パッシブ・レゾナント・ブランチの代わりに,ブロードバンド・電流制御インバータを使用する.

この区別は重要で,現代の発電所の和音スペクトルは,もう教科書の5/7のパターンではない. 原子炉の6パルス駆動器は,5番目,7番目,11番目および13番目電流を生成します.しかし,単相スイッチモードの電源を追加すると3番目,5番目,7番目,9番目,11番目,15番目,中性,12パルスまたはアクティブフロントエンド直線器は23番目,25番目,より高い順序にエネルギーを押し込む.溶接インバーターと風力変換機は整数順序の間に座っており,デタウンされた原子炉バンクには見えないアクティブ・ハーモニック・フィルターは,DSPで負荷電流をサンプリングし,波形を分解します.プログラムされているすべての周波数で補償電流を合成し, 通常は2番目から50番目までの選択可能な範囲をターゲットにします単一のオーダーで オン・オフできます

フィルターは電圧源のインバーターで,IGBTブリッジ,DCバスコンデンサターバンク,出力フィルターインダクター,高速コントローラです.コンデンサータバンクのように振幅を拡大することはできませんフィルタリングの順序範囲,応答時間,切り替え頻度,装置ごとに順序選択がプログラム可能かどうか.

2つの測定詳細はしばしば混同される.THDiは,基本RMSで割った和音RMSの比率である.したがって,基本電流が軽量負荷で低下すると急激に上昇する.絶対的な和音電流が増加しなかったとしてもTDDは最大需要電流に対して調和電流を表現する. そのため,電力会社は通常TDDを共通の結合点で強制し,プラントエンジニアはTHDiをボードで追跡する.ブロードバンドフィルターは絶対的な調和電流を補償します同じ場所の2つの測定点で,同じ50Aモジュールで非常に異なるTHDi値を表示できます.常に測定点を指定します.仕様交換時に使用する負荷条件と規格 (IEEE 519 または IEC 61000-3-12).

なぜ ブロードバンド フィルタリング は 固定 調節 ソリューション を 勝てる の です か

1全スペクトルカバーは残留歪みを排除します7%の調律を外した原子炉は コンデンサターを保護しますが 調律された周波数周りの狭い帯域のみを吸収します動力重力発電所のフィールド測定では,THDiが受動フィルタリング後に32%から18~20%に低下することが通常見られる.IEEE 519 と IEC 61000-3-12 のプランニング制限をはるかに上回る. 2 から 50 番目の順序をカバーするブロードバンドアクティブハーモニックフィルターは,接続点では通常,現在の THDi を 5% 以下にする.ターゲットされた注文の合計を補償するからです.

2負荷が変わると適応しますパッシブ・ソリューションは 1 つの操作地点に サイズ化されています 夜間 30% の負荷で 90% のピークで 稼働する装置ではコンデンサター・リアクター分岐の共鳴周波数は接続負荷とともに変化し,補償品質は低下しますAHFの選択的なハーモニックフィルタリングは,回路を数百マイクロ秒ごとに閉じるので,補償は,溶接ラインにとって重要な,全作業サイクルを通して負荷を追跡します.プレスショップと充電センター.

3中性とトランスフォーマーを守ります三重和音 (3番,9番,15番) は,四線システムの中性で算術的に加算されます.単相直線器の負荷を持つデータホールとEV充電駐車場では,相電流以上の中性電流が頻繁に見られます3次順序のターゲティングを備えた4ワイヤー能力のアクティブハーモニックフィルターだけがこれらのコンポーネントをキャンセルできるが,3ワイヤーパッシブバンクはできない.

4投資を将来的に保証しますプラントは絶えず負荷を増やします.50A スタック式 380V 動的反応補償装置スイッチを交換することなく 増やすことができますプログラム可能な調和順序選択は,同じハードウェアがラインアップグレード後に負荷ミックスが変化した場合に再調節可能であることを意味します.

5二次的な利点があります現代の装置は 反応電力の補償,電力の調整,三相負荷バランスを兼ね備えています調節を外した原子炉セットとバランス装置多機能の50A~600Aアクティブパワーフィルタを設置する装置は,回線損失を減らすことで投資を回収することが多い.18~36ヶ月以内にトランスフォーマー容量を解放し,ユーティリティ・ハーモニックの罰を回避しました.

6現代のグリッドの証拠要求を満たしています電力会社,保険会社,EPCコンサルタントは,名札の請求よりも,より頻繁に測定された前後調和データを求めています.パワーファクターと負荷電流を連続的にネットワークコードの遵守条項に基づいて資金提供されるプロジェクトでは,ログング能力は,便利性ではなく,通常,入札要件です.

2nd 〜 50th オーダーフィルタリングを具体化して実装する方法

ブロードバンド AHF の指定は 4 段階の工学作業です:測定,サイズ,設定,検証.

ステップ1 周波数帯を測る THD数だけではありませんクラスの分析機で1週間分の電源品質調査は 個々の調和順序,中性電流,相不均衡,負荷プロファイルを記録する.出力はどの順序が優勢か教えてくれます.偶数順序または交響音間の内容が存在するかどうか3P3Wまたは3P4Wの補償が必要かどうか.第3階と第9階が基本値の10%を超えている場所では,例えば4ワイヤのユニットが必要である.30A 4ワイヤの産業用ハーモニック抑制モジュール中性軌道に三重調和を狙っている

ステップ2 kVAではなく,補償電流によるサイズ必要なフィルター電流は,将来の負荷の範囲を考慮してキャンセルする予定のハーモニック電流のRMS合計である. 共通のフィールドルールは:フィルター電流 ≥ 1.2 * 共通の結合点で測定されたハーモニック電流負荷増加が予想される場合,電流は約50Aで,75Aモジュールは十分なヘッドルームを与えます.75A 床立 AHF キャビネットあるいは並列ラックシステムでは 1日目から余剰容量を増やさないようにします

ステップ3 順序選択と応答を設定する委託時,調査中の注文のみを有効にし,目標PFとTHDiの限界値を設定します.反応時間が確認されます 高性能装置は5ミリ秒以内に反応し,20ミリ秒未満で完全な補償に達します. 一つのために400V 100A データセンター AHFフィルタはUPS制御ループに対して振動しないため,通常は保守的な増幅で5th~25thに制限されます.690Vの鉱山システム耐久性,IP54の容量,高圧補償深さよりも重い冷却物質.

一般的な仕様エラーを避ける.ハーモニック電流の代わりにkVAからサイズを設定するのが 最も一般的な間違いです その後は4本の電線板に3本の電線を設置します制御器が自社の出力を補償するように,フィルターの下流にCTを置く2つの別の罠:任意のフィルターが入力容量とキャビネット保護をチェックせずに 690 V 鉱山ネットワークを扱うと仮定し,パラレルモジュールはマッチしたファームウェアと CT 信号が必要ですこれらのいずれも,後に残留歪みまたは迷惑なトリッピングとして現れ,それぞれが適切な単行図で設計段階では回避可能である.

ステップ4 設置後報告書で確認する同じ負荷条件で同じ点でTHDi,TDD,PFおよび中性電流を再測定する.正しく指定されたブロードバンドフィルターはTHDi ≤ 5%,PF ≥ 0 を得なければならない.99 と中性電流削減は4本のシステムで80%以上交代文書に波形の捕捉前後を記載します. この証拠は,電力会社やコンサルタントが検査時に受け入れます.

複数の負荷タイプを組み合わせる発電所では,ハイブリッド構造が実用的なアプローチです.工業工場の電力品質のための低電圧 AHF主な配送パネルに小型モジュールが加えられ,問題のあるサブパネルに小型モジュールが加えられます.これは補償を源に近い状態に保ち,ケーブル損失を最小限に抑え,段階的な投資を可能にします.複数のビルで 制御ネットワークはハードウェアと同じくらい重要です: モジュールがRS485またはEthernetで個別にアドレスをできるか,イベントログがタイムスタンプされているか確認します.システムでは注文ごとに補償を報告し 製造が影響される前に 整備チームが劣化するモジュールを検出できるようにします.

15Aの壁掛け装置から 600Aのキャビネットまで アクティブ・ハーモニック・フィルターカテゴリーで既存のスペクトルを各フレームサイズに合わせてモデル化できます.

よくある質問

調和順序と調和周波数の違いは何ですか?

ハーモニック・オーダーは基本周波数の倍数であり,ハーモニック・周波数は結果となるヘルツ値である. 50 Hz の電源では,5 番目の順序は 250 Hz に等しい.60 Hz の電源では同じ順序が 300 Hz に等しい.フィルタリング仕様は常に順序で書かれています.それはローカルグリッド周波数から独立しているからです.

AHFは2番目和音と偶数命令をフィルターできるのか?

はい プログラム可能な順序選択の ブロードバンドアクティブフィルターは 2nd と 4th のような順序を ターゲットにできます消極的な反応炉ではできません.半導体および電圧塗装工場では通常,アクティブフィルタリングが必要です.

2番目から50番目までのフィルタリングは インターハーモニックをカバーしていますか?

部分的には,インターハーモニックは整数順序の間に位置し,そのキャンセルは順序表ではなくコントローラ帯域幅とスイッチ周波数に依存する.急速なDSP制御を持つ高性能AHFは,ほとんどの低階のインターハーモニックを削減する, しかし,この仕様は常に現場測定で確認されるべきです.

3本のワイヤーは私の建物に十分ですか?

商業用建物やオフィスや 単相充電センターは 中性線で三重調和を 生成します3次補償の4線ユニットが必要とする3P4Wモデルを最初から選択すれば 後で改装を避けられます

設置後,現実的に期待できる THDI は?

正確なサイズ付けと少なくとも20%のヘッドルームがあれば,共通結合点の電流THDiは通常3~5%に低下し,電源因子は0を超えることが可能である.99測定点がフィルタの下流に位置している場合,局所的な負荷による残留歪みは依然として可視である可能性がありますので,常に適合点を明確に指定してください.

1つのシステムで何つのモジュールが並行できるのか?

ほとんどのモジュール型プラットフォームは,コントローラーごとに4〜8台のユニットを並列にサポートしており,容量はCT比率とバスバー等級によって制限されています.大型の装置では,RS485またはEthernetで接続された複数のコントローラを使用します.データセンターや重要なプロセスプラントの N+1 リダンデスを可能にします.

結論

ハーモニック・オーダーのカバーは,アクティブ・ハーモニック・フィルターを比較する際に最も有用な単一の仕様である. 5 ms の応答で,選択的な 2 番目から 50 番目までのフィルタリングのために指定されたユニット,4本のワイヤー能力とプログラム可能な順序選択固定調節された受動的なソリューションは問題を変化させるだけです.まずスペクトルを測定し,電流を補償することによってサイズを測定します.インストール後レポートで確認します.

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