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요약. 능동형 고조파 필터의 올바른 크기 산정은 프로젝트가 THDi 목표를 달성하는지 또는 6개월 후에 두 번째 장치가 필요한지를 결정하는 데 중요합니다. 크기 산정은 kVA 문제가 아닙니다. 측정된 고조파 스펙트럼에서 시작하여 개별 고조파 전류를 필요한 보상 전류로 변환한 다음 부하 성장, 주변 온도 및 무효 전력 부하를 위한 여유 공간을 추가합니다. 이 가이드는 엔지니어가 구매 주문을 발행하기 전에 수행해야 하는 계산을 안내합니다. THDi 및 TDD를 올바르게 읽고, 고조파 전류를 산술적으로가 아닌 RMS로 합산하고, 스펙트럼을 AHF 전류 정격으로 변환하고, 작업된 400V 배전반 예제와 비교하여 결과를 확인합니다. 또한 성능이 저하된 설치의 대부분을 차지하는 네 가지 크기 산정 오류와 장치가 지정된 작업을 수행하고 있음을 증명하는 시운전 점검을 설명합니다.

능동형 고조파 필터의 크기 산정에는 실제로 무엇이 포함됩니까?

크기 산정은 능동형 고조파 필터가 공통 결합 지점의 왜곡을 정의된 한계 내로 유지하기 위해 주입해야 하는 보상 전류를 결정하는 프로세스입니다. 이를 위해서는 세 가지 입력이 필요합니다. 규정 준수 지점에서의 부하 전류, 해당 부하의 고조파 스펙트럼, 충족하려는 한계입니다. 출력은 필터 전류 정격, 장착 형식 및 제어 구성 순서입니다.

첫 번째 기술적 구분은 THDi와 TDD 사이입니다. THDi는 측정 시점의 고조파 RMS 전류와 기본 RMS 전류의 비율이므로 기본 전류가 경부하에서 떨어질 때 가파르게 상승합니다. TDD는 대부분의 그리드 코드에서 제한하는 양인 최대 수요 전류와 고조파 전류를 비교합니다. 30% 부하에서 45% THDi를 표시하는 보드는 TDD 기준으로 완벽하게 규정을 준수할 수 있으며, 경부하 THDi 수치를 상쇄하기 위해 필터 크기를 산정하는 것은 일반적이고 비용이 많이 드는 과잉 반응입니다.

두 번째 구분은 RMS 합계입니다. 서로 다른 차수의 고조파 전류는 산술적으로가 아니라 제곱의 합의 제곱근으로 합산됩니다. 5차 고조파 30A, 7차 고조파 18A, 11차 고조파 9A의 부하는 총 고조파 전류가 57A가 아니라 약 36A입니다. 이를 잘못 계산하여 차수를 직접 더하면 필터가 50% 이상 부풀려지며, 이는 스펙트럼 없이 총 THD 수치를 복사하는 컨설턴트 사양에서 가장 흔한 오류 중 하나입니다.

셋째, 크기 산정은 AHF가 왜곡 백분율이 아닌 전류를 보상한다는 것을 인식해야 합니다. 동일한 스펙트럼 백분율로 부하가 200A에서 300A로 증가하면 고조파 전류도 비례적으로 증가하며, 원래 조건에 맞춰 크기가 산정된 필터는 부하 유형에 아무런 변화가 없었음에도 불구하고 크기가 작아집니다. 이것이 권장 관행이 오늘날의 평균 측정값이 아닌 최대 수요에 성장 여유를 더한 것에 맞춰 크기를 산정하는 이유입니다.

올바른 크기 산정이 프로젝트 결과를 결정하는 이유

1. 크기 미달은 합격 테스트에 실패합니다. 정격 전류의 100%에서 작동하는 필터는 규정 준수 평가를 지배하는 피크에 대한 여유가 없습니다. 측정된 THDi가 지정된 5% 대신 8%에 도달하면 설치업체가 두 번째 장치의 비용을 부담하고 컨설턴트는 공급업체에 대한 신뢰를 잃습니다. 20~30%의 여유 공간은 합격 보고서와 협상 사이의 차이입니다.

2. 크기 초과는 자본과 스위치기어 공간을 낭비합니다. 필요한 것보다 두 프레임 크기가 큰 장치는 더 비싸고, 더 많은 보조 전력을 소비하며, 더 많은 캐비닛 공간을 차지하고, 약한 네트워크에서는 공급 임피던스와 더 공격적으로 상호 작용할 수 있습니다. 크기가 초과된 견적과 올바르게 크기가 산정된 견적을 비교하는 구매자는 일반적으로 더 저렴한 장치를 선택하므로 크기 초과는 주문과 마진을 모두 잃습니다.

3. 4선식 부하는 중성선을 명시적으로 크기 산정해야 합니다. 3배수 고조파는 4선식 시스템의 중성선에서 합산됩니다. 단상 정류기를 공급하는 상업용 보드는 위상 전류보다 높은 중성선 전류를 가질 수 있으며, 3선식 필터는 이를 해결할 수 없습니다. 설계 단계에서 "30A 4선식 AHF 모듈"을 선택하면 원래 장치보다 비용이 더 많이 드는 개조를 피할 수 있습니다.4. 기존 보상과의 반응을 확인해야 합니다. 이미 커패시터 뱅크 또는 디튠 리액터를 실행하는 플랜트는 커패시터 크기와 변압기 임피던스에 의해 결정되는 공진 주파수를 가집니다. 해당 공진을 확인하지 않고 AHF 크기를 산정하면 필터가 제거하려는 대역을 증폭할 수 있습니다. 따라서 크기 산정에는 전류 계산뿐만 아니라 짧은 공진 확인이 포함됩니다.

5. 향후 부하 변경은 답변을 변경합니다. EV 충전기, 추가 드라이브 또는 새로운 냉각 플랜트는 1년 이내에 고조파 전류를 두 배로 늘릴 수 있습니다. 모듈식 프레임을 사용하면 부하를 따라 용량을 조정할 수 있습니다. "50A 랙 마운트 모듈"로 시작하고 부하가 도착하면 전체 장치를 교체하는 대신 두 번째 장치를 병렬로 연결합니다.

6. 주변 온도 및 고장 수준은 유효 크기를 변경합니다. 40°C에서 정격 50A인 모듈은 50°C에서 42A만 제공할 수 있으며, 고장 수준이 제한적인 약한 네트워크는 달성 가능한 보상을 줄이는 더 낮은 제어 이득을 강제합니다. 두 효과 모두 크기 산정 시트의 깜짝 놀랄 일이 아니라 축소 계수로 포함되어야 합니다.AHF 용량 단계별 계산 방법1단계 - 규정 준수 지점 및 한계 정의.

목표가 THDi, TDD 또는 유틸리티별 배출 한계인지, 그리고 변압기 2차, 보드 또는 공통 결합 지점에 적용되는지 확인합니다. 측정 지점은 보상되지 않은 하류 부하가 로컬 측정값에 여전히 나타나기 때문에 답변을 실질적으로 변경합니다.2단계 - 대표 부하에서 스펙트럼 캡처.

Class A 분석기를 사용한 1주일간의 조사는 개별 고조파 차수, 중성선 전류, 위상 불균형 및 부하 프로필을 기록해야 합니다. 평균이 아닌 최대 수요 간격에 맞춰 크기를 산정하고, 지배적인 차수가 특성(5차, 7차, 11차, 13차)인지 또는 3배수 및 짝수 차수를 포함하는지 기록합니다.

3단계 - 필요한 보상 전류 계산. 취소하려는 고조파 전류를 가져와 RMS로 합산한 다음, 주변 온도 축소 및 제어 여유 공간에 대한 마진을 적용합니다.

주문측정 전류(A)

제곱참고

조사에 사용된 것과 동일한 부하 조건에서 THDi, TDD, 역률 및 중성선 전류를 다시 측정합니다. THDi가 목표치보다 높으면 CT 배치, 여유 공간을 확인하고 규정 준수 지점이 보상되지 않은 부하의 하류에 있는지 확인한 후 장치가 크기가 작다고 결론 내립니다.

작업 예제. 400V 보드는 28% THDi에서 6펄스 드라이브 부하 180A를 공급합니다. 고조파 전류는 측정된 스펙트럼에서 RMS 합계로 약 50A이며, 80A 측정 피크는 설계 수치를 대략 65A로 밀어냅니다. "75A 바닥 설치 캐비닛"은 여유 공간을 포함하여 요구 사항을 충족하며, 100A 데이터 홀 부하에 대해 실행된 동일한 계산은 대신 100A 랙 마운트 장치를 가리킵니다.75A 바닥 설치 AHF 캐비닛 - 올바르게 크기가 산정된 400V 산업용 계산의 일반적인 결과입니다.모든 크기 산정 시트에는 두 가지 최종 점검이 포함되어야 합니다. 설치 지점의 주변 온도(대부분의 모듈은 40°C 이상에서 축소되며, 여름철 밀폐된 플랜트 룸은 종종 45°C임)와 사용 가능한 고장 수준입니다. 매우 약한 네트워크는 유효 보상 전류를 줄이는 이득 제한이 필요하기 때문입니다. 최종 일정을 확정하기 전에 전체 "능동형 고조파 필터 범위"에서 프레임 크기와 장착 옵션을 비교할 수 있습니다.

크기 산정 문서에 포함되어야 하는 내용. 유용한 크기 산정 시트는 짧고 감사 가능해야 합니다. 규정 준수 지점 및 목표, 날짜 및 부하 조건이 있는 측정된 스펙트럼, RMS 합계 계산, 설계 계수 및 그 정당성, 축소 곡선이 있는 선택된 프레임, 예상 설치 후 THDi입니다. 컨설턴트는 모든 숫자를 측정값으로 추적할 수 있기 때문에 이 문서를 수락합니다. 그렇지 않으면 두 공급업체가 동일한 보드에 대해 다른 프레임 크기를 인용할 것이며 구매자는 어느 것이 올바른지 판단할 방법이 없습니다.

피크 대 연속 부하. 저항 용접 또는 프레스 라인과 같은 일부 부하는 평균보다 훨씬 높은 간헐적인 고조파 전류를 끌어옵니다. 연속 평균에 맞춰 크기를 산정하면 간헐적인 부하에 대해 장치 사양이 부족하고, 순간 피크에 맞춰 크기를 산정하면 하루 종일 사양이 과도합니다. 실용적인 절충안은 최대 생산율에서 200ms 창에서 RMS 값을 기준으로 크기를 산정하고, 해당 창 내에서 모듈의 단기 과부하 용량이 피크를 충족하는지 확인하는 것입니다.필터와 변압기 일치. 변압기 임피던스는 사용 가능한 고장 수준과 기존 커패시터와의 자연 공진을 모두 설정합니다. 6% 임피던스의 1,000kVA 변압기가 400V 보드에 공급되는 것은 동일한 부하라도 4% 임피던스의 630kVA 장치와 매우 다르게 작동합니다. 변압기 정격, 임피던스 및 기존 커패시터 kVAr를 크기 산정 시트에 기록하십시오. 필터 프레임은 동일할 수 있지만 제어 설정과 이득 제한은 다를 것이며, 약하게 감쇠된 네트워크에서는 공진이 시운전 시 즉시 나타납니다.

분석기는 특히 고차 성분과 왜곡된 파형의 중성선 전류에 대해 동의하지 않습니다. 사양이 측정된 스펙트럼에 따라 달라지는 경우, 기기 등급과 교정 날짜를 요청하고, 두 조사 결과가 지배적인 차수에서 10% 이상 차이가 나면 두 번째 장치로 다시 측정하십시오. 단일 검증되지 않은 캡처에 맞춰 크기를 산정하는 것은 필터가 실패했는지 아니면 조사가 잘못되었는지에 대해 프로젝트가 논쟁하게 되는 방식입니다.자주 묻는 질문THDi만으로 AHF 크기를 산정할 수 있습니까?

아니요. THDi는 전류 없이 백분율입니다. 왜곡을 암페어로 변환하려면 부하 전류와 개별 고조파 차수가 필요합니다. 백분율만으로 크기를 산정하면 과도한 프레임이 생성되거나 목표에 도달할 수 없는 장치가 됩니다.얼마나 많은 여유 공간을 지정해야 합니까?

계산된 고조파 전류보다 20~30% 높은 것이 일반적입니다. 이 여유 공간은 주변 온도 축소, 제어 여유 공간 및 단기 부하 성장을 포함합니다. 계획된 확장이 있는 현장은 더 큰 단일 장치 대신 모듈식 프레임을 고려해야 합니다.부하 성장은 더 큰 필터가 필요합니까?

예, 고조파 스펙트럼이 유사하게 유지된다면 그렇습니다. 고조파 전류는 기본 전류에 따라 확장되므로 부하가 두 배가 되면 필요한 보상 전류도 두 배가 됩니다. 추가 모듈을 병렬로 연결하는 것이 해당 성장을 따르는 가장 저렴한 방법입니다.중성선이 계산에 포함되어야 합니까?

4선식 시스템에서는 그렇습니다. 3배수 고조파는 중성선에서 합산되며, 중성선 전류를 무시하는 필터는 과열을 해결하지 못합니다. 4선식 장치를 지정하고 크기 산정 시트에 측정된 중성선 전류를 포함하십시오.측정된 스펙트럼에 짝수 고조파가 있는 경우 어떻게 됩니까?

짝수 차수는 일반적으로 반파 정류기, DC 드라이브 또는 측정 문제를 나타냅니다. 두 번째 기기로 확인한 다음 필터가 짝수 차수를 대상으로 할 수 있는지 확인하십시오. 많은 장치에서 프로그래밍 가능한 차수 선택을 허용하지만 수동 솔루션은 그렇지 않습니다.

690V 시스템의 경우 크기 산정 계산이 다릅니까?

산술은 동일하지만 절연, 인클로저 보호 및 열 설계는 다릅니다. 동일한 전력에 대해 전류가 낮으므로 690V 광산 설치는 종종 400V 부하와 동일한 전류 프레임이 더 작지만 환경 보호에 더 많은 주의를 기울여야 합니다.

결론

능동형 고조파 필터의 크기 산정은 카탈로그 조회 방식이 아닌 측정 기반 계산입니다. 최대 수요에서 스펙트럼을 캡처하고, 고조파 전류를 RMS로 합산하고, 1.3 설계 계수를 적용하고, 필요한 경우 무효 전력 부하를 추가하고, 설치 지점의 주변 조건을 확인하십시오. 구매 주문 전에 이를 수행하면 규정 준수 위험이 예측 가능한 엔지니어링 결과로 바뀌고, 이 제품 범주에서 가장 비용이 많이 드는 두 가지 오류, 즉 테스트를 통과하기에 너무 작은 필터와 주문을 받기에는 너무 큰 필터를 방지합니다.

전력 품질 보고서를 보내주시면 크기 산정 시트를 반환해 드립니다.

부하 목록, 측정된 스펙트럼 및 규정 준수 목표를 제공하면 엔지니어가 프레임 크기, 장착 형식 및 예상 설치 후 THDi를 확인해 드립니다. 맞춤형 정격의 OEM 및 ODM 프로젝트도 환영합니다.

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