Mục đích của bộ lọc điều hòa là gì?

Giới thiệu
Trong các hệ thống điện hiện đại, Việc sử dụng ngày càng tăng các tải trọng phi tuyến tính, chẳng hạn như các ổ tần số biến đổi (VFD), chuyển đổi nguồn cung cấp, và bộ biến tần năng lượng tái tạo, đã dẫn đến sự phổ biến của biến dạng điều hòa. Những sóng hài này có thể làm suy giảm chất lượng năng lượng, gây ra sự cố thiết bị, và tăng tổn thất năng lượng. Bộ lọc điều hòa là các thành phần thiết yếu được thiết kế để giảm thiểu các biến dạng này, Đảm bảo hoạt động hệ thống điện hiệu quả và đáng tin cậy.

Hiểu hài hòa trong hệ thống điện
1.1 Định nghĩa của hài hòa
Hòa âm là điện áp hoặc dạng sóng hiện tại với các tần số là bội số của tần số hệ thống công suất cơ bản (tiêu biểu 50 Hz hoặc 60 Hz). Chúng được tạo ra bởi các tải trọng phi tuyến tính thu hút dòng điện trong các xung đột ngột hơn là sóng hình sin trơn tru.

1.2 Nguồn của hài hòa

Các nguồn hài hòa phổ biến bao gồm:

Thiết bị điện tử (VÍ DỤ., bộ chỉnh lưu, biến tần, VFD)

Nguồn cung cấp điện liên tục (UPS)

Hệ thống chiếu sáng LED và huỳnh quang

Lò hồ quang và máy hàn

Hệ thống năng lượng tái tạo (Bộ biến tần mặt trời/gió)

Thứ tự biến dạng điều hòa chính là 5/7 Biến dạng dòng hài, và dạng sóng hiện tại trình bày một dạng sóng hai đầu điển hình. Trước khi điều trị thiết bị, Tỷ lệ biến dạng hài hòa của hệ thống đạt được 35.8%. Sau khi điều trị thiết bị, Tỷ lệ biến dạng tổng hợp hệ thống giảm xuống còn 5%, dạng sóng trở lại bình thường, và đồng thời, mỗi hài hòa giảm đáng kể.1.3 Ảnh hưởng của hài hòa

Biến dạng điều hòa có thể dẫn đến:

Quá nóng máy biến áp và động cơ, giảm tuổi thọ của họ

Thất bại của Ngân hàng Tụ do điều kiện cộng hưởng

Tăng tổn thất điện trong hệ thống phân phối

Sự can thiệp vào hệ thống giao tiếp

Sự cố của thiết bị điện tử nhạy cảm

Để giảm thiểu những vấn đề này, Bộ lọc điều hòa được sử dụng.

2. Mục đích của bộ lọc hài hòa

Mục đích chính của các bộ lọc điều hòa là giảm độ méo sóng hài trong mạng điện bằng cách chặn hoặc hấp thụ dòng sóng hài. Mục tiêu chính bao gồm:

Cải thiện chất lượng năng lượng bằng cách duy trì điện áp và dạng sóng hiện tại gần với hình sin.

Ngăn chặn thiệt hại thiết bị gây ra bởi hệ thống sưởi hài hòa quá mức.

Nâng cao hiệu quả hệ thống bằng cách giảm tổn thất.

Tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng năng lượng (VÍ DỤ., IEEE 519, IEC 61000-3-6).

3.2 Bộ lọc hài hòa hoạt động (Ahf)

Bộ lọc hoạt động sử dụng điện tử điện (Igbts, Bộ điều khiển DSP) Để tiêm các dòng điện tử phản ứng hủy bỏ biến dạng. Chúng tự động thích nghi với các tải hài hòa khác nhau.

Thuận lợi:

Hiệu quả cao đối với một loạt các sóng hài.

Bồi thường thích ứng thời gian thực.

Không có vấn đề cộng hưởng.

Bất lợi:

Chi phí ban đầu cao hơn.

Yêu cầu nguồn cung cấp điện và mạch điều khiển phức tạp.

4. Nguyên tắc làm việc của các bộ lọc hài hòa

4.1 Hoạt động bộ lọc thụ động

Một bộ lọc thụ động được thiết kế để cung cấp đường dẫn đơn lẻ thấp cho các sóng hài cụ thể. Ví dụ, Bộ lọc điều hòa thứ 5 sử dụng mạch LC được điều chỉnh để điều chỉnh 250 Hz (vì 50 Hệ thống HZ). Hài hòa ở tần số này bị trục xuất, ngăn họ vào lưới.

4.2 Hoạt động bộ lọc hoạt động

Một bộ lọc điều hòa hoạt động liên tục theo dõi dòng tải bằng cách sử dụng các cảm biến. Bộ xử lý tín hiệu số (DSP) Phân tích hài hòa và tạo ra các dòng nghịch đảo, được tiêm lại vào hệ thống để hủy bỏ biến dạng.

Các thiết bị nguồn điều hòa tạo ra dòng điều hòa của các đơn đặt hàng khác nhau. Sau khi APF đo dòng sóng hài, Nó điều khiển đầu ra chuyển đổi IGBT đối diện với hướng của nó, và dòng điều hòa có độ lớn bằng nhau được bù đắp. Sau khi hiện tại đi qua điểm truy cập APF, nó có thể được khôi phục thành tinh khiết

5. Ứng dụng của bộ lọc hài hòa

Bộ lọc điều hòa được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp có ô nhiễm hài hòa cao, bao gồm:

Cây công nghiệp (với VFD và ổ đĩa lớn)

Trung tâm dữ liệu (Thiết bị CNTT nhạy cảm)

Hệ thống năng lượng tái tạo (Trang trại năng lượng mặt trời/gió)

Bệnh viện và phòng thí nghiệm (Yêu cầu chất lượng năng lượng quan trọng)

Tòa nhà thương mại (Đèn LED và hệ thống HVAC)