Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
Перейти:  
 


 

Основы АСУ ТП и КИП - в статьях Ua.Automation.com

Гармоники тока: противодействие

Гармоники тока: противодействие

Джон Митчелл, CP Automation

Распространение нелинейных нагрузок в промышленной среде в течение последних двух десятилетий привело к росту актуальности проблемы гармонических токов и искажений напряжения. Из-за недостаточной осведомленности, многие компании столкнулись со сложностями при разработке мер противодействия.
 
Искажения напряжения, вызванные гармоническими токами, могут принести много проблем производственному оборудованию. Вред может быть весьма серьезным, сопровождаясь такими известными симптомы, как провалы напряжения, вибрации двигателя, дугообразование на подшипниках, электромагнитные (EMI/RFI) помехи и перегрев.
 
Начинать нужно с того, чтобы убедиться в том, что вы соблюдаете требования международных стандартов. Международный стандарт по контролю гармонических токов, IEEE-519, ограничивает «максимальный уровень искажений, создаваемый одной гармоникой в 3% и максимальный общий уровень искажений (THD) в 5% для систем с параллельным резонансом на одной из внедренных частот». При этом рекомендуется та или иная форма фильтрации.
 
В странах вроде США или Великобритании ситуация с энергосетями весьма благоприятная, но в других местах земного шара ситуация иная. Там сплошь и рядом можно встретить ненадежные сети с неадекватной инфраструктурой. Электрические параметры различного оборудования часто вычисляются для идеальных условий. Поэтому его покупателям нужно учитывать, что оборудование поведет себя совсем иначе в условиях некачественного энергообеспечения и о требованиях стандарта IEEE-519 речь даже не будет идти.
 
Всегда нужно идти в ногу со временем. Пару последних десятилетий принесли нам значительный рост нелинейных нагрузок, связанных с полупроводниковыми приводами с регулируемой скоростью вращения (VSD) и т.д. Процессы высокочастотного переключения и широтно-импульсной модуляции (PWM) создают нежелательные гармоники. Знание того, какие возможны варианты борьбы с ними существенно ее облегчает.  
 
Доступны пассивные и активные решения для борьбы с гармоническими токами, как в последовательной, так и параллельной (шунт) конфигурациях. Последовательные решения должны учитывать общую нагрузку. Параллельные  – только гармонические колебания. Перед внедрением таких решений необходимо четко определиться между последовательно-пассивным, параллельно-пассивным, последовательно-активным и последовательно-активным решением.
 
Последовательно-пассивные решения
 
Наиболее простым и очевидным последовательно-пассивным решением является линейный дроссель. Это дешевый способ уменьшить гармоники, и обеспечить определенный уровень защиты выпрямителя.
 
Параллельно-пассивные решения
 
Пассивный шунт может быть основан на неуправляемых конденсаторных батареях, резонансных и антирезонансных контакторных устройствах, тиристорных конденсаторных установках и настроенных пассивных фильтрах. Эти методы были изначально разработаны для борьбы с реактивной мощностью, а не с гармоническими токами. Сегодня, я надеюсь, никто уже самостоятельно не устанавливает конденсаторные батареи, или, как минимум, не использует антирезонансные устройства – к примеру, с индукторами.
 
Последовательно-активные решения
 
Последовательно-активное решение может быть реализовано, к примеру, с помощью технологии (Active-Front-End (AFE), используемой для приводов с переменной скоростью. Оно заменяет диодный выпрямитель стандартного привода выпрямителем, основанным на биполярных транзисторах с изолированным затвором для устранения шума, связанного с переключениями.   
 
AFE-решения отлично справляются с уменьшением максимального общего уровня искажений. Однако у них есть и свои, причем серьезные, недостатки. Для сохранения малого форм-фактора, используются более низкие частоты переключения, что приводит к заметным пульсациям в форме сигнала. Это может вызывать неправильное функционирование или отказ такого оборудования, как ПЛК, телеметрия или коммуникационные сети.
 
И хотя эти устройства, на первый взгляд, устраняют гармоники, необходимо отметить, что активный фильтр в комбинации с приводом – это два устройства в цепи, выделяющие в два раза больше тепла. Поэтому такие решения необходимо требуют более мощных систем охлаждения.
 
Параллельно-активные решения
 
Активные фильтры обеспечивают наиболее эффективную компенсацию гармонических токов в компактном устройстве, с малыми потерями, нечувствительностью к условиям сети, невозможностью перегрузки и легкой модернизацией. Цена решения несколько выше, чем у других вариантов, однако оно обеспечивает лучший возврат инвестиций в долгосрочной перспективе.
 
Понимание часто неявной разницы между различными технологиями борьбы с гармоническими токами позволит сэкономить средства, уменьшить сложность и продлить срок службы оборудования.