능동형 고조파 필터가 고조파를 제거하고 정적 가변 발생기가 역률을 향상시키는 방법

소개

현대 산업 시설은 가변 주파수 드라이브와 같은 비선형 전기 장비에 크게 의존합니다. (VFD), 서보 모터, UPS 시스템, 로봇 생산 라인, EV 충전기, 용접 기계, 재생에너지 시스템. 이러한 기술은 효율성과 자동화를 크게 향상시키는 동시에, 또한 심각한 전력 품질 문제를 야기합니다..

선임 전기 기술자로서 코퍼워, 같은 질문을 하는 고객들을 자주 만난다.:

“설치해야 할까요? 활성 고조파 필터 또는 정적 변수 생성기?”

대답은 시설에서 겪고 있는 전기 문제에 따라 다릅니다..

많은 엔지니어들은 고조파와 낮은 역률이 동일한 문제라고 잘못 믿고 있습니다.. 그들은 그렇지 않다. 둘 다 전기 시스템 효율성을 감소시키지만, 다양한 원인에서 발생하며 다양한 솔루션이 필요합니다..

이 기사에서는, 설명하겠습니다:

고조파란 무엇인가
역률 불량이 발생하는 이유
능동형 고조파 필터가 고조파를 제거하는 방법
정적 변수 발생기가 역률을 개선하는 방법
많은 산업 플랜트에서 두 장치를 함께 설치하면 이점을 얻을 수 있는 이유

이러한 기술은 현대적인 전력 품질 관리의 기초를 형성하고 공장의 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다., 가동 중지 시간 감소, 귀중한 전기 자산을 보호하세요.

고조파 및 역률 이해

적절한 솔루션을 선택하기 전에, 이 두 가지 일반적인 전기 문제의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.

고조파란 무엇인가?

이상적인 전력 시스템에서는, 전류는 완벽한 사인파로 흘러야 합니다..

하지만, 비선형 하중(포함):

가변 주파수 드라이브 (VFD)
UPS 시스템
서보 드라이브
정류기
인버터
EV 충전기

원활하게 전류를 끌어오지 않고 펄스로 전류를 끌어옵니다..

이러한 펄스는 원래 사인파를 왜곡하는 고조파 전류를 생성합니다..

일반적인 고조파 차수는 다음과 같습니다.:

3rd
5th
7th
11th
13th

과도한 고조파는 다음을 유발할 수 있습니다.:

변압기 과열
케이블 과열
커패시터 뱅크 오류
모터 진동
PLC 오작동
성가신 차단기 여행
에너지 손실 증가
장비 수명 감소

열악한 역률이란 무엇입니까??

역률은 전력이 얼마나 효율적으로 사용되는지를 측정합니다..

모터, 변압기 등 유도성 부하가 무효전력을 소모하는 경우, 전류가 전압보다 뒤쳐진다.

유틸리티는 동일한 양의 유용한 전력을 제공하기 위해 더 많은 전류를 공급해야 합니다..

결과는 다음과 같습니다:

유틸리티 역률 패널티
더 높은 변압기 부하
케이블 손실 증가
전압 불안정
시스템 용량 감소

고조파와는 다르게, 열악한 역률은 주로 파형 왜곡이 아닌 무효 전력으로 인해 발생합니다..

그러므로, 한 문제를 해결한다고 해서 다른 문제도 자동으로 해결되지는 않습니다..

능동형 고조파 필터가 고조파를 제거하는 방법

an 활성 고조파 필터 (AHF) 전기 네트워크에서 고조파 전류를 제거하도록 특별히 설계되었습니다..

특정 고조파 주파수만 대상으로 하는 수동 필터와 달리, 최신 AHF 시스템은 전력 시스템을 지속적으로 모니터링하고 변화하는 고조파 성분을 동적으로 보상합니다..

단계 1: 고조파 전류 감지

변류기는 부하 전류를 지속적으로 측정합니다..

디지털 신호 프로세서 (DSP) 실시간으로 파형을 분석하여 분리합니다.:

기본 전류
고조파 전류

단계 2: 보상 전류 계산

컨트롤러는 비선형 부하에 의해 생성된 정확한 고조파 전류를 즉시 결정합니다..

이는 동일한 전류를 계산합니다. 180 위상차도.

단계 3: 반대 고조파 주입

고속 IGBT 인버터 기술 사용, 능동형 고조파 필터는 반대의 고조파 전류를 전기 시스템에 다시 주입합니다..

이러한 반대 전류는 원치 않는 고조파를 상쇄합니다..

결과는:

원래 고조파 + 반대 고조파 = 거의 0에 가까운 고조파

이 프로세스는 실시간으로 지속적으로 발생합니다., 부하 조건 변화에 따라 필터가 즉시 적응할 수 있도록 허용. 최신 AHF 시스템은 다음보다 짧은 시간 내에 응답할 수 있습니다. 1 MS, 빠르게 변화하는 산업 환경에 이상적입니다..

능동형 고조파 필터의 장점

능동형 고조파 필터를 설치하면 수많은 이점을 얻을 수 있습니다.:

총 고조파 왜곡을 크게 줄입니다. (thd)
변압기 과열을 방지합니다.
커패시터 뱅크를 보호합니다.
모터 수명 연장
케이블 손실 감소
장비 신뢰성 향상
귀찮은 여행을 방지합니다
IEEE를 충족 519 및 IEC 고조파 요구 사항
전반적인 시스템 효율성 향상

AHF는 제조 공장과 같이 비선형 부하가 집중적으로 집중된 시설에서 특히 유용합니다., 데이터 센터, 병원, 재생 가능한 에너지 설치.

정적 변수 발생기가 역률을 개선하는 방법

능동형 고조파 필터가 파형 왜곡을 제거하는 동안, 정적 var 생성기 (SVG) 무효전력 보상에 초점.

SVG는 동적 역률 보정에 사용할 수 있는 가장 진보된 기술 중 하나로 간주됩니다..

단계 1: 무효 전력 모니터링

변류기는 부하 전류를 지속적으로 측정합니다..

DSP가 계산합니다.:

유효전력
반응력
전력 계수

단계 2: 반대 무효 전류 생성

커패시터 뱅크를 켜고 끄는 대신, SVG는 고속 IGBT 인버터를 사용합니다..

필요한 무효 전류량을 정확하게 생성합니다..

SVG는 다음 중 하나를 수행할 수 있습니다.:

용량성 무효전력 공급
유도성 무효전력 흡수

시스템 요구 사항에 따라.

단계 3: 목표 역률 유지

SVG는 원하는 역률을 유지하기 위해 지속적으로 출력을 조정합니다..

일반적인 목표 값은 다음과 같습니다.:

0.95
0.98
0.99

기존 캐패시터 뱅크와는 다르게, SVG는 무단계 보상을 제공합니다. -1 에게 +1, 과잉 보상과 과소 보상을 모두 방지. 그들은 또한 10 MS, 빠르게 변동하는 부하에 적합하게 만듭니다..

정적 변수 발생기의 장점

적절한 크기의 SVG는 다음을 제공할 수 있습니다.:

역률 개선 최대 0.99
낮은 유틸리티 벌금
무효 전류 감소
전압 안정성 향상
변압기 손실 감소
시스템 용량 증가
더 나은 에너지 효율성
급격하게 변화하는 부하에도 안정적인 작동

SVG는 다음과 같은 산업에서 탁월한 성능을 발휘합니다.:

철강 공장
채광
데이터 센터
재생에너지
용접 워크샵
항만시설
반도체 제조
수처리 식물

능동형 고조파 필터와 비교. 정적 var 생성기

특징	활성 고조파 필터 (AHF)	정적 var 생성기 (SVG)
기본 기능	고조파 제거	반응 전력 보상
주요 타겟	고조파 왜곡	역률이 좋지 않음
기술	IGBT 인버터	IGBT 인버터
응답 속도	<1 MS	<10 MS
고조파 감소	훌륭한	제한된 고조파 완화
전력 계수 보정	좋은	훌륭한
전압 안정성	보통의	훌륭한
동적 보상	예	예
최고의 대상	VFD, UPS, 비선형 하중	유도성 및 변동 부하

많은 시설에 AHF와 SVG가 모두 필요한 이유

많은 산업 고객은 하나의 장치를 설치하면 모든 전력 품질 문제가 해결될 것이라고 가정합니다..

실제로는:

고조파와 무효 전력은 동시에 존재하는 경우가 많습니다..
고조파를 제거해도 역률이 완전히 교정되지는 않습니다..
역률을 개선해도 고조파가 제거되지는 않습니다..

다음을 갖춘 현대적인 제조 시설을 고려하십시오.:

40 VFD
CNC 기계
로봇 용접 시스템
UPS 장치
압축기
대형 유도 전동기

이 시설에서는 경험할 가능성이 높습니다.:

높은 고조파 왜곡
낮은 역률
전압 변동
3상 불균형

SVG만 설치하면 역률은 향상되지만 고조파 왜곡은 해결되지 않습니다..

AHF만 설치하면 고조파가 줄어들지만 낮은 역률로 인한 유틸리티 페널티를 제거할 수는 없습니다..

두 기술을 함께 사용하면 총 고조파 왜곡을 동시에 줄여 포괄적인 솔루션을 제공할 수 있습니다. (thd), 역률을 대략적으로 개선 0.99, 안정화 전압, 전기 손실 감소, 장비 보호, 전반적인 시스템 신뢰성 향상. CoEpower의 AHF 및 SVG 솔루션은 까다로운 산업 응용 분야에서 원활하게 함께 작동하도록 설계되었습니다..

일반적인 응용 분야

CoEpower 능동형 고조파 필터 및 정적 변수 발생기는 다음 분야에서 널리 사용됩니다.:

제조 공장
자동차 생산
제철소
시멘트 공장
채굴 작업
기름 & 가스 시설
데이터 센터
병원
상업용 건물
재생 가능한 에너지 시스템
EV 충전소
물 및 폐수 처리장
공항
철도 운송
해양 및 해양 플랫폼

결론

전력 품질은 효율성을 유지하는 데 중요한 요소가 되었습니다., 믿을 수 있는, 비용 효율적인 산업 운영. 시설이 더 많은 비선형 부하와 고급 자동화를 채택함에 따라, 고조파 및 열악한 역률과 같은 문제가 점점 일반화되고 있습니다..

능동형 고조파 필터와 정적 변수 발생기는 각각 이러한 문제의 다양한 측면을 해결합니다.:

활성 고조파 필터 동일하고 반대인 고조파 전류를 주입하여 고조파 왜곡을 제거합니다., THD 감소 및 전기 장비 보호.
정적 var 생성기 무효 전력을 동적으로 보상, 역률 개선, 안정화 전압, 유틸리티 페널티를 줄이고.

AHF와 SVG를 경쟁 기술로 보기보다는, 보완적인 솔루션으로 보아야 합니다.. 많은 산업 환경에서, 두 가지를 결합하면 최고 수준의 전력 품질 제공, 에너지 효율 극대화, 장비 수명 확장, 안정적인 작동 보장.

~에 코퍼워, 우리는 전력 품질 엔지니어링 분야에서 거의 20년 동안 쌓아온 전문 지식을 활용하여 전 세계 산업에 맞춤형 AHF 및 SVG 솔루션을 제공합니다.. 귀하의 목표가 고조파 억제인지 여부, 전력 계수 보정, 또는 완전한 전력 품질 업그레이드, 우리 엔지니어링 팀은 귀하의 전기 시스템에 가장 적합한 솔루션을 설계하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.

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