Игорь Попов, АО "Систэм Электрик"
По статистике, в 80% случаев проблемы с электрооборудованием возникают из-за нелинейных нагрузок, возникающих на стороне потребителя.
На промышленных объектах помехи могут быть вызваны работой сварочных аппаратов, преобразователей частоты, переключением конденсаторов или запуском больших двигателей.
В административных и коммерческих зданиях источником помех могут быть светодиодное или люминесцентное освещение, а также электронное оборудование, например, компьютеры, источники бесперебойного питания и серверы.
Высшие гармонические токи ухудшают качество электроэнергии всех подключённых к системе электроприемников. Они могут привести к перегреву предохранителей, кабелей и начинки распределительных шкафов, вздутию и взрыву конденсаторных батарей, увеличению потерь и повышению температуры трансформаторов. Кроме того, высшие токи гармоник негативно влияют на чувствительную технику (питание микропроцессоров, медицинское оборудование и т. д.), что приводит к повреждению всей электрической сети.
Всё это в значительной степени увеличивает риск пожара, снижает уровень безопасности электроустановок и уменьшает срок службы оборудования (асинхронные двигатели, трансформаторы тока и конденсаторы и т.п.) В результате система энергоснабжения быстро изнашивается и требует ремонта и, как следствие, приводит к финансовым потерям.
Для снижения негативного влияния нелинейных нагрузок на электрические сети применяются активные фильтры гармоник (АФГ).
АФГ представляют собой статические электронные устройства на базе цифровых логических схем и биполярных транзисторов с изолированным затвором. Они предназначены для компенсации гармонического тока в сети, динамической компенсации реактивной мощности и симметрирования фазных токов.
Эффективные и конкурентоспособные АФГ должны обладать рядом преимуществ. Рассмотрим их подробнее.
Простота подключения. Фильтры подключаются параллельно нелинейным электроприемникам, что позволяет выполнить присоединение к сборным шинам распредустройства без нарушения существующих цепей и остановки технологического процесса. Благодаря мгновенному времени отклика и адаптивному алгоритму быстрого преобразования Фурье активные фильтры обеспечивают быструю и эффективную фильтрацию высших гармоник.
Гибкость настройки. Фильтры выбирают, исходя из требуемого тока компенсации высших гармоник. Встроенные функции защиты от перегрева и резонанса обеспечивают безопасную и надёжную работу устройства.
Групповая компенсация. Одно изделие, подключаемое на секцию шин, заменяет несколько аналогов, устанавливаемых в цепи каждого привода. Это позволяет оптимизировать использование ресурсов фильтра и компенсировать только те гармоники, которые выходят за пределы ГОСТа и способствуют возникновению резонанса.
Модульная конструкция. Фильтры имеют изготавливаются в модульном исполнении и поставляются в корпусах с различной степенью защиты. Это позволяет размещать оборудование на любом свободном месте, в разных помещениях, используя навесной и напольный монтаж.
Программируемые средства автоматизации. Фильтры являются программируемыми средствами автоматизации, что позволяет легко изменять настройки режимов компенсации и интегрировать их в АСУ ТП по стандартным протоколам. Помимо устранения высших гармоник, фильтры осуществляют компенсацию реактивной мощности индуктивного и ёмкостного характера, резонанса, несимметрии, фликера и др.
Соответствие стандартам. Благодаря встроенному ЭМС-блоку для обеспечения помехоустойчивости и фильтрации паразитных частот достигается соответствие ГОСТ IEC 61000-6-2 и 61000-6-4, что позволяет применять оборудование в промышленности.
Не секрет, что всем вышеперечисленным характеристикам соответствуют активные фильтры гармоник серии SystemeSine от российской производственной компании «Систэм Электрик».
Предложение Systeme Electric включает как фильтры модульного исполнения номиналами 50, 100 и 150 А, так и напольные шкафы номиналами от 50 до 1200 А. Шкафы активных фильтров гармоник SystemeSine являются локальным, полностью протестированным решением, разработанным и производимым на площадке НТЦ «Механотроника» (входит в Systeme Electric).
Кроме этого, команда инженеров Systeme Electric на этапе проектирования поможет выполнить необходимые расчёты гармонических искажений, чтобы обеспечить соответствие требованиям стандарта. Расчётный инструмент способен смоделировать проектируемую сеть, определить превышение гармонических искажений и предложить тип установки компенсации гармоник.
Применение активных фильтров SystemeSine позволит повысить надёжность системы энергоснабжения, продлить срок службы оборудования, снизить риски возникновения крупных аварий и пожаров, сэкономить на оплате электроэнергии и ремонтах.