1. ความเป็นมาของโครงการ

ด้วยการใช้อินเวอร์เตอร์ ระบบไฟ LED ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) ระบบ UPS และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอื่น ๆ ที่เพิ่มขึ้นภายในสวนอุตสาหกรรมและอาคารเชิงพาณิชย์ มลพิษฮาร์โมนิกในเครือข่ายการจ่ายพลังงานจึงมีความรุนแรงมากขึ้น

 

การตรวจสอบระบบไฟฟ้าพบว่าระดับความผิดเพี้ยนของฮาร์โมนิกในห้องจ่ายพลังงานไฟฟ้าหลายแห่งเกินขีดจำกัดที่อนุญาตซึ่งระบุโดยระบบวัดพลังงานไฟฟ้า เพื่อปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าและรับประกันการทำงานของระบบอย่างปลอดภัย จึงได้ติดตั้งตู้กรองพลังงานแบบแอ็คทีฟ (APF) สำหรับการปราบปรามฮาร์มอนิกและการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟ

 

2. การทำความเข้าใจฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้า

2.1 คลื่นพื้นฐานและฮาร์โมนิกส์

ในระบบไฟฟ้ามาตรฐาน ความถี่พื้นฐานของแรงดันและกระแสในจีนคือ 50Hz อย่างไรก็ตาม โหลดทางไฟฟ้าสมัยใหม่ส่วนใหญ่ไม่ใช่-โหลดเชิงเส้น เช่น:

• ตัวแปลงความถี่
• อินเวอร์เตอร์
• ไดรเวอร์ LED
• ระบบยูพีเอส
• อุปกรณ์ชาร์จแบตเตอรี่
• อุปกรณ์อัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

 

อุปกรณ์เหล่านี้สร้างส่วนประกอบกระแสและแรงดันไฟฟ้าด้วยความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มทวีคูณของความถี่พื้นฐาน (เช่น 150Hz, 250Hz และ 350Hz) ส่วนประกอบความถี่ที่ไม่ต้องการเหล่านี้เรียกว่าฮาร์โมนิกส์

ฮาร์มอนิกจะบิดเบือนรูปคลื่นไซน์ซอยด์มาตรฐานของระบบไฟฟ้า และส่งผลเสียต่อคุณภาพไฟฟ้าโดยรวม

 

 

2.2 อันตรายจากฮาร์โมนิกส์

ฮาร์โมนิคที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงในระบบไฟฟ้า รวมไปถึง:

• เพิ่มการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิลและหม้อแปลงไฟฟ้า
• ความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์ไฟฟ้า
• เร่งอายุของฉนวน
• อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุและมอเตอร์ลดลง
• ความผิดปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน
• ตัวประกอบกำลังลดลง
• การใช้พลังงานที่สูงขึ้น
• การสะดุดล้มของอุปกรณ์ป้องกัน
• การทำงานในระยะยาว-ภายใต้สภาวะฮาร์มอนิกที่รุนแรงอาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหายอย่างถาวร และลดความน่าเชื่อถือของระบบ

 

ตามมาตรฐานแห่งชาติGB/T 14549-1993 - คุณภาพไฟฟ้า: ฮาร์โมนิคในระบบส่งไฟฟ้าสาธารณะขีดจำกัดความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม (THD) ที่อนุญาตในประเทศจีนคือ:

ระบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ- 0.38kV:THD น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5.0%

ระบบแรงดันไฟฟ้าปานกลาง- 6kV–10kV:THD น้อยกว่าหรือเท่ากับ 4.0%

 

3. ตู้กรองไฟแบบแอคทีฟ (APF)

3.1 ความแตกต่างระหว่างตัวกรองพลังงานแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

ตัวกรองพลังงานแบบแอคทีฟ (APF)

Active Power Filter ใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และเทคโนโลยีควบคุมอัจฉริยะเพื่อตรวจสอบฮาร์โมนิคแบบเรียลไทม์ โดยจะสร้างกระแสชดเชยย้อนกลับโดยอัตโนมัติเพื่อกำจัดกระแสฮาร์มอนิกในระบบส่งกำลังแบบไดนามิก

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการกรองแบบดั้งเดิม ระบบ APF นำเสนอ:

• การชดเชยฮาร์มอนิกแบบเรียลไทม์-
• การตอบสนองแบบไดนามิก
• ปรับอัตโนมัติ
• ความสามารถในการปราบปรามฮาร์มอนิกหลาย-
• รองรับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา

 

ตัวกรองพลังงานแบบพาสซีฟ

ตัวกรองกำลังแบบพาสซีฟส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุ เครื่องปฏิกรณ์ และวงจรตัวกรอง LC ซึ่งคล้ายกับตู้ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟทั่วไป

ตัวกรองกำลังแบบพาสซีฟสามารถระงับฮาร์โมนิคของความถี่เฉพาะได้เท่านั้น และมีข้อจำกัดหลายประการ:

• ลักษณะการชดเชยคงที่
• เสี่ยงต่อการสั่นพ้อง
• ช่วงการกรองมีจำกัด
• ความสามารถในการปรับตัวไม่ดีต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะโหลด

 

ดังนั้น ตู้ APF จึงเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลายในระบบการจัดการคุณภาพไฟฟ้าสมัยใหม่

 

3.2 คุณสมบัติการทำงานของตู้ APF

ช่วงการกรองฮาร์มอนิกกว้าง

• ระงับฮาร์โมนิคลำดับที่ 2 ถึงลำดับที่ 61 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• เป้าหมายการกรองฮาร์มอนิกที่ปรับได้
• รองรับกลยุทธ์การชดเชยฮาร์มอนิกแบบกำหนดเอง

 

การชดเชยอัจฉริยะแบบเรียลไทม์-

• ติดตามการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบไดนามิก
• ส่งออกกระแสชดเชยย้อนกลับโดยอัตโนมัติ
• รักษาคุณภาพไฟฟ้าให้คงที่อย่างต่อเนื่อง

 

อินเตอร์เฟซการสื่อสาร RS485

• รองรับการตรวจสอบระยะไกลและการส่งข้อมูล
• เข้ากันได้กับระบบการจัดการพลังงานอัจฉริยะ
• สะดวกสำหรับการทำงานและบำรุงรักษาแบบรวมศูนย์

 

ฟังก์ชั่นการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา

• ดำเนินการกรองฮาร์มอนิกอย่างอิสระโดยไม่ทำให้เกิดการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟมากกว่า-
• ใช้ความจุที่เหลืออยู่สำหรับการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟ
• ปรับปรุงตัวประกอบกำลังของระบบผ่านการกรองแบบไดนามิก

 

ด้นสดไอเอ็นจีคุณภาพไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของระบบ

• ลดความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์
• ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้า
• ลดการสูญเสียสายและการใช้พลังงาน
• ช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการกระจายกำลังโดยรวม

 

บทสรุป

เนื่องจากมลพิษฮาร์มอนิกกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นในระบบไฟฟ้าเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ตู้ Active Power Filter (APF) จึงกลายเป็นโซลูชันที่สำคัญสำหรับการลดฮาร์มอนิกและปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า

 

เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกรองแบบพาสซีฟแบบดั้งเดิม ระบบ APF ให้ช่วงการกรองฮาร์มอนิกที่กว้างขึ้น ความเร็วในการตอบสนองที่เร็วขึ้น การชดเชยอัจฉริยะ และฟังก์ชันการชดเชยกำลังรีแอกทีฟในตัว ทำให้เหมาะสำหรับ:

• โรงงานอุตสาหกรรม
• อาคารพาณิชย์
• ศูนย์ข้อมูล
• โรงพยาบาล
• โรงงานผลิตอัจฉริยะ
• ระบบพลังงานทดแทน

 

ด้วยการลดความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกอย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงตัวประกอบกำลัง ตู้ APF ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัย มีเสถียรภาพมากขึ้น และประหยัดพลังงานมากขึ้น-