?

خلاصه. یادگیری نحوه صحیح سایزبندی فیلتر هارمونیک فعال معمولاً تعیین کننده این است که آیا یک پروژه به هدف THDi خود می‌رسد یا شش ماه بعد به واحد دوم نیاز دارد. سایزبندی یک تمرین kVA نیست: از طیف هارمونیک اندازه‌گیری شده شروع می‌شود، جریان‌های هارمونیک منفرد را به جریان جبرانی مورد نیاز تبدیل می‌کند، سپس فضای اضافی برای رشد بار، دمای محیط و وظایف راکتیو اضافه می‌کند. این راهنما مراحل محاسبه‌ای را که یک مهندس باید قبل از صدور سفارش خرید انجام دهد، طی می‌کند: خواندن صحیح THDi و TDD، جمع کردن جریان‌های هارمونیک به صورت RMS به جای حسابی، تبدیل طیف به رتبه جریان AHF، و تأیید نتیجه در برابر یک مثال کار شده از تابلو توزیع 400 ولت. همچنین چهار اشتباه سایزبندی را توضیح می‌دهد که بیشتر تأسیسات با عملکرد ضعیف را شامل می‌شوند و بررسی‌های راه‌اندازی که ثابت می‌کند واحد کار مورد نظر خود را انجام می‌دهد.

سایزبندی واقعی فیلتر هارمونیک فعال شامل چه مواردی است؟

سایزبندی فرآیند تعیین جریان جبرانی است که یک فیلتر هارمونیک فعال باید تزریق کند تا اعوجاج را در نقطه اتصال مشترک در حد تعریف شده نگه دارد. این امر به سه ورودی نیاز دارد: جریان بار در نقطه انطباق، طیف هارمونیک آن بار، و حدی که قصد دارید به آن برسید. خروجی به ترتیب عبارتند از: رتبه جریان فیلتر، فرمت نصب و پیکربندی کنترل.

اولین تمایز فنی بین THDi و TDD است. THDi نسبت جریان RMS هارمونیک به جریان RMS بنیادی در لحظه اندازه‌گیری است، بنابراین با کاهش جریان بنیادی در بار کم، به شدت افزایش می‌یابد. TDD جریان هارمونیک را با حداکثر جریان تقاضا مقایسه می‌کند که مقداری است که بیشتر کدهای شبکه محدود می‌کنند. یک تابلو که در بار 30%، 45% THDi را نشان می‌دهد، ممکن است بر اساس TDD کاملاً منطبق باشد، و سایزبندی یک فیلتر برای لغو رقم THDi بار کم، یک واکنش بیش از حد رایج و پرهزینه است.

دومین تمایز، جمع RMS است. جریان‌های هارمونیک در مرتبه‌های مختلف به صورت ریشه دوم مجموع مربع‌ها جمع می‌شوند، نه به صورت حسابی. باری با 30 آمپر مرتبه پنجم، 18 آمپر مرتبه هفتم و 9 آمپر مرتبه یازدهم، تقریباً 36 آمپر جریان هارمونیک کل را حمل می‌کند، نه 57 آمپر. اشتباه در این مورد با جمع کردن مستقیم مرتبه‌ها، فیلتر را 50% یا بیشتر متورم می‌کند و این یکی از رایج‌ترین اشتباهات در مشخصات مشاوران است که رقم کل THD را بدون طیف پشت آن کپی می‌کنند.

سوم، سایزبندی باید تشخیص دهد که AHF جریان را جبران می‌کند، نه درصد اعوجاج. اگر بار از 200 آمپر به 300 آمپر با همان طیف درصدی رشد کند، جریان هارمونیک به طور متناسب رشد می‌کند و فیلتری که برای شرایط اولیه سایزبندی شده است، حتی اگر هیچ چیز در مورد نوع بار تغییر نکرده باشد، کوچک می‌شود. به همین دلیل است که روش توصیه شده سایزبندی بر اساس حداکثر تقاضا به علاوه یک کمک هزینه رشد است، نه بر اساس خواندن متوسط ​​امروز.

چرا سایزبندی صحیح نتیجه پروژه را تعیین می‌کند

1. کوچک‌سازی در آزمون پذیرش شکست می‌خورد. فیلتری که با 100% جریان نامی کار می‌کند، هیچ ذخیره‌ای برای اوج‌هایی که ارزیابی انطباق را غالب می‌کنند، ندارد. هنگامی که THDi اندازه‌گیری شده به جای 5% مشخص شده، در 8% قرار می‌گیرد، نصاب هزینه واحد دوم را متحمل می‌شود و مشاور اعتماد خود را به تأمین کننده از دست می‌دهد. فضای اضافی بیست تا سی درصدی تفاوت بین گزارش قبولی و مذاکره است.

2. بزرگ‌سازی باعث اتلاف سرمایه و فضای تابلو برق می‌شود. واحدی که دو اندازه قاب بزرگتر از حد لازم است، هزینه بیشتری دارد، توان کمکی بیشتری مصرف می‌کند، فضای کابینت بیشتری اشغال می‌کند و در شبکه‌های ضعیف می‌تواند با امپدانس منبع به طور تهاجمی‌تری تعامل کند. خریدارانی که یک پیشنهاد بزرگ‌سازی شده را با یک پیشنهاد سایزبندی شده صحیح مقایسه می‌کنند، معمولاً واحد ارزان‌تر را انتخاب می‌کنند، بنابراین بزرگ‌سازی باعث از دست دادن سفارش و همچنین سود می‌شود.

3. بارهای چهار سیمه نیاز به سیم نول دارند که به صراحت سایزبندی شود. هارمونیک‌های سه‌تایی در سیم نول یک سیستم چهار سیمه جمع می‌شوند. یک تابلو تجاری که تغذیه یکسوسازهای تک فاز را انجام می‌دهد، می‌تواند جریان نول بالاتری از جریان فاز داشته باشد و یک فیلتر سه سیمه به سادگی نمی‌تواند آن را برطرف کند. انتخاب یک ماژول AHF چهار سیمه 30 آمپری در مرحله طراحی از یک بازسازی که بیشتر از دستگاه اصلی هزینه دارد، جلوگیری می‌کند.

4. واکنش با جبران موجود باید بررسی شود. کارخانه‌هایی که در حال حاضر بانک‌های خازنی یا راکتورهای غیرفعال را اجرا می‌کنند، فرکانس تشدید خود را که توسط اندازه خازن و امپدانس ترانسفورماتور تعیین می‌شود، دارند. اگر فیلتر AHF بدون بررسی آن تشدید سایزبندی شود، فیلتر ممکن است بانده‌ای را که قرار بود حذف کند، تقویت کند. بنابراین سایزبندی شامل یک بررسی تشدید کوتاه است، نه فقط یک محاسبه جریان.

5. تغییرات بار آینده پاسخ را تغییر می‌دهد. شارژرهای خودروی برقی، درایوهای اضافی یا یک سیستم خنک کننده جدید می‌توانند جریان هارمونیک را در عرض یک سال دو برابر کنند. یک قاب ماژولار اجازه می‌دهد ظرفیت بار را دنبال کند: با یک ماژول نصب شده در رک 50 آمپری شروع کنید و هنگامی که بار می‌رسد، واحد دوم را موازی کنید، به جای تعویض کل دستگاه.

6. سطح محیطی و خطا اندازه مؤثر را تغییر می‌دهد. ماژولی با رتبه 50 آمپر در دمای 40 درجه سانتیگراد ممکن است در دمای 50 درجه سانتیگراد تنها 42 آمپر را ارائه دهد، و یک شبکه ضعیف با سطح خطای محدود، بهره کنترل پایین‌تری را مجبور می‌کند که جبران قابل دستیابی را کاهش می‌دهد. هر دو اثر باید در برگه سایزبندی به عنوان عوامل کاهش رتبه، نه به عنوان شگفتی‌های یافت شده در طول راه‌اندازی، گنجانده شوند.

نحوه محاسبه ظرفیت AHF گام به گام

گام 1 - نقطه انطباق و حد را تعریف کنید. تأیید کنید که آیا هدف THDi، TDD یا حد انتشار خاصی از سوی شرکت برق است و آیا در ثانویه ترانسفورماتور، تابلو یا نقطه اتصال مشترک اعمال می‌شود. نقطه اندازه‌گیری به طور قابل توجهی پاسخ را تغییر می‌دهد، زیرا بارهای پایین‌دستی که جبران نمی‌شوند همچنان در خواندن محلی ظاهر می‌شوند.

گام 2 - طیف را تحت بار نماینده ثبت کنید. یک نظرسنجی یک هفته‌ای با تحلیلگر کلاس A باید مرتبه‌های هارمونیک منفرد، جریان نول، عدم تعادل فاز و پروفایل بار را ثبت کند. بر اساس حداکثر فاصله تقاضا، نه میانگین، سایزبندی کنید و توجه داشته باشید که آیا مرتبه‌های غالب مشخصه (پنجم، هفتم، یازدهم، سیزدهم) هستند یا شامل مرتبه‌های سه‌تایی و زوج هستند.

گام 3 - جریان جبرانی مورد نیاز را محاسبه کنید. جریان‌های هارمونیک را که قصد دارید لغو کنید، به صورت RMS جمع کنید، سپس یک حاشیه برای کاهش رتبه محیطی و فضای کنترل اضافه کنید.

با 37 آمپر جریان هارمونیک و ضریب طراحی 1.3 برای فضای اضافی و کاهش رتبه، مشخصات تقریباً 48 آمپر می‌شود که به جای واحد 30 آمپری، به یک ماژول 50 آمپری اشاره دارد. توجه داشته باشید که جمع حسابی چهار مرتبه، 63 آمپر و یک قاب غیرضروری بزرگ را پیشنهاد می‌داد.

گام 4 - وظایف راکتیو و متعادل کننده را اضافه کنید. اگر دستگاه همچنین ضریب توان را اصلاح کند یا فازها را متعادل کند، قاب را برای بزرگترین نیازهای هارمونیک و راکتیو سایزبندی کنید، سپس تأیید کنید که وظیفه ترکیبی در محدوده پیوسته قرار دارد. یک فیلتر قدرت فعال چند منظوره 50 آمپر تا 600 آمپر به این صورت مشخص می‌شود: جریان هارمونیک کف را تعیین می‌کند و نیاز راکتیو قاب نهایی را تعیین می‌کند.

گام 5 - با اندازه‌گیری پس از نصب تأیید کنید. THDi، TDD، ضریب توان و جریان نول را تحت همان شرایط بار مورد استفاده برای نظرسنجی مجدداً اندازه‌گیری کنید. اگر THDi بالاتر از هدف قرار گرفت، محل قرارگیری CT، فضای اضافی و اینکه آیا نقطه انطباق در پایین دست بارهای جبران نشده است را بررسی کنید قبل از اینکه نتیجه بگیرید که واحد کوچک است.

مثال کار شده. یک تابلو 400 ولتی، بار درایو شش پالس 180 آمپری را با 28% THDi تغذیه می‌کند. جریان هارمونیک حدود 50 آمپر است که در طیف اندازه‌گیری شده به صورت RMS جمع شده است، و یک اوج اندازه‌گیری شده 80 آمپری، رقم طراحی را به حدود 65 آمپر می‌رساند. یک کابینت ایستاده 75 آمپری این نیاز را با حاشیه پوشش می‌دهد، و همین محاسبه برای بار 100 آمپری مرکز داده، به جای آن به یک واحد نصب شده در رک 100 آمپری اشاره دارد.

دو بررسی نهایی در هر برگه سایزبندی قرار می‌گیرند: دمای محیط در محل نصب (بیشتر ماژول‌ها در دمای بالای 40 درجه سانتیگراد کاهش می‌یابند و یک اتاق کارخانه مهر و موم شده در تابستان اغلب 45 درجه سانتیگراد است) و سطح خطای موجود، زیرا شبکه‌های بسیار ضعیف به محدودیت‌های بهره نیاز دارند که جریان جبرانی مؤثر را کاهش می‌دهد. شما می‌توانید اندازه‌های قاب و گزینه‌های نصب را در کل محدوده فیلتر هارمونیک فعال قبل از نهایی کردن برنامه مقایسه کنید.

چه چیزی در سند سایزبندی قرار می‌گیرد. یک برگه سایزبندی مفید کوتاه و قابل حسابرسی است: نقطه انطباق و هدف، طیف اندازه‌گیری شده با تاریخ و شرایط بار، محاسبه جمع RMS، ضریب طراحی و توجیه آن، قاب انتخاب شده با منحنی کاهش رتبه آن، و THDi مورد انتظار پس از نصب. مشاوران این سند را می‌پذیرند زیرا هر عدد را می‌توان به یک اندازه‌گیری ردیابی کرد. بدون آن، دو تأمین کننده اندازه‌های قاب متفاوتی را برای همان تابلو قیمت‌گذاری می‌کنند و خریدار هیچ راهی برای قضاوت در مورد اینکه کدام درست است ندارد.

اوج در مقابل وظیفه پیوسته. برخی بارها، مانند جوشکاری مقاومتی یا خط پرس، جریان هارمونیک را در انفجارهایی که بسیار بالاتر از میانگین هستند، می‌کشند. سایزبندی بر اساس میانگین پیوسته، واحد را برای انفجارها کم‌مشخص می‌کند، در حالی که سایزبندی بر اساس اوج لحظه‌ای، کل روز را بیش از حد مشخص می‌کند. مصالحه عملی این است که بر اساس مقدار RMS در یک پنجره 200 میلی‌ثانیه‌ای در حداکثر نرخ تولید، سایزبندی کنید، سپس تأیید کنید که قابلیت اضافه بار کوتاه‌مدت ماژول، اوج را در آن پنجره پوشش می‌دهد.

تطبیق فیلتر با ترانسفورماتور. امپدانس ترانسفورماتور هم سطح خطای موجود و هم تشدید طبیعی با خازن‌های موجود را تعیین می‌کند. یک ترانسفورماتور 1000 کیلو ولت آمپر با امپدانس 6% که یک تابلو 400 ولتی را تغذیه می‌کند، بسیار متفاوت از یک واحد 630 کیلو ولت آمپر با 4% رفتار می‌کند، حتی با بارهای یکسان. رتبه ترانسفورماتور، امپدانس و هرگونه کیلووار خازن موجود را در برگه سایزبندی ثبت کنید: قاب فیلتر ممکن است یکسان باشد، اما تنظیمات کنترل و محدودیت‌های بهره متفاوت خواهد بود، و در شبکه‌های با میرایی کم، تفاوت بلافاصله به صورت نوسان در هنگام راه‌اندازی ظاهر می‌شود.

نکته‌ای در مورد عدم قطعیت اندازه‌گیری. تحلیلگرها، به ویژه در مورد اجزای مرتبه بالا و جریان نول در شکل موج اعوجاج‌دار، اختلاف نظر دارند. در مواردی که مشخصات به طیف اندازه‌گیری شده بستگی دارد، کلاس ابزار و تاریخ کالیبراسیون را بپرسید و در صورت اختلاف دو نظرسنجی بیش از ده درصد در مرتبه غالب، با دستگاه دوم مجدداً اندازه‌گیری کنید. سایزبندی بر اساس یک ثبت واحد تأیید نشده، راهی است که پروژه‌ها در نهایت بر سر اینکه آیا فیلتر شکست خورده است یا نظرسنجی اشتباه بوده است، بحث می‌کنند.

سوالات متداول

آیا می‌توانم AHF را فقط از THDi سایزبندی کنم؟

خیر. THDi درصدی بدون جریان پشت آن است. شما به جریان بار و مرتبه‌های هارمونیک منفرد نیاز دارید تا اعوجاج را به آمپر تبدیل کنید. سایزبندی فقط از یک درصد، یا یک قاب بزرگ یا واحدی را تولید می‌کند که نمی‌تواند به هدف برسد.

چه مقدار فضای اضافی باید مشخص کنم؟

بیست تا سی درصد بالاتر از جریان هارمونیک محاسبه شده معمول است. این کمک هزینه شامل کاهش رتبه محیطی، فضای کنترل و رشد بار کوتاه‌مدت است. سایت‌هایی با انبساط برنامه‌ریزی شده باید به جای یک واحد بزرگتر، یک قاب ماژولار را در نظر بگیرند.

آیا رشد بار نیاز به فیلتر بزرگتر دارد؟

بله، اگر طیف هارمونیک مشابه باقی بماند. جریان هارمونیک با جریان بنیادی مقیاس می‌شود، بنابراین دو برابر شدن بار تقریباً جریان جبرانی مورد نیاز را دو برابر می‌کند. موازی کردن یک ماژول اضافی ارزان‌ترین راه برای دنبال کردن آن رشد است.

آیا نول باید در محاسبه گنجانده شود؟

در سیستم‌های چهار سیمه، بله. هارمونیک‌های سه‌تایی در نول جمع می‌شوند و فیلتری که جریان نول را نادیده می‌گیرد، گرم شدن بیش از حد را حل نمی‌کند. یک واحد چهار سیمه مشخص کنید و جریان نول اندازه‌گیری شده را در برگه سایزبندی بگنجانید.

اگر طیف اندازه‌گیری شده دارای هارمونیک‌های زوج باشد چه؟

مرتبه‌های زوج معمولاً نشان‌دهنده یکسوسازهای نیم موج، درایوهای DC یا مشکل اندازه‌گیری هستند. با یک دستگاه دوم تأیید کنید، سپس اطمینان حاصل کنید که فیلتر می‌تواند مرتبه‌های زوج را هدف قرار دهد - بسیاری از واحدها انتخاب مرتبه قابل برنامه‌ریزی را مجاز می‌دانند، که راه‌حل‌های پسیو این کار را نمی‌کنند.

آیا محاسبه سایزبندی برای سیستم‌های 690 ولت متفاوت است؟

محاسبات حسابی یکسان است، اما عایق‌بندی، حفاظت محفظه و طراحی حرارتی متفاوت است. جریان‌ها برای همان توان کمتر هستند، بنابراین یک تأسیسات معدنی 690 ولتی اغلب به قاب جریان کوچکتری نسبت به بار معادل 400 ولتی نیاز دارد، با توجه بیشتر به حفاظت محیطی.

نتیجه‌گیری

سایزبندی فیلتر هارمونیک فعال یک محاسبه مبتنی بر اندازه‌گیری است، نه یک جستجوی کاتالوگ. طیف را در حداکثر تقاضا ثبت کنید، جریان‌های هارمونیک را به صورت RMS جمع کنید، ضریب طراحی 1.3 را اعمال کنید، در صورت لزوم وظیفه راکتیو را اضافه کنید و شرایط محیطی را در محل نصب تأیید کنید. انجام این کار قبل از سفارش خرید، ریسک انطباق را به یک نتیجه مهندسی قابل پیش‌بینی تبدیل می‌کند و از دو گران‌ترین اشتباه در این دسته محصول جلوگیری می‌کند: فیلتری که برای قبولی در آزمون خیلی کوچک است و فیلتری که برای برنده شدن سفارش خیلی بزرگ است.

گزارش کیفیت برق خود را برای ما ارسال کنید و ما یک برگه سایزبندی را برمی‌گردانیم. لیست بار، طیف اندازه‌گیری شده و هدف انطباق را ارائه دهید، و مهندسان ما اندازه قاب، فرمت نصب و THDi مورد انتظار پس از نصب را تأیید خواهند کرد. پروژه‌های OEM و ODM با رتبه‌بندی سفارشی خوش آمدید.برای پیشنهاد سایزبندی با تیم مهندسی ما تماس بگیرید.