1. خلفية المشروع

مع الاستخدام المتزايد للعاكسات، وأنظمة الإضاءة LED، ومحركات التردد المتغير (VFDs)، وأنظمة UPS، وغيرها من المعدات الإلكترونية للطاقة داخل المجمعات الصناعية والمرافق التجارية، أصبح التلوث التوافقي في شبكة توزيع الطاقة خطيرًا بشكل متزايد.

 

وكشفت عمليات التفتيش على مرافق الطاقة أن مستويات التشوه التوافقي في العديد من غرف توزيع الطاقة تجاوزت الحدود المسموح بها التي حددتها أنظمة قياس الطاقة الكهربائية. لتحسين جودة الطاقة وضمان التشغيل الآمن للنظام، تم تركيب خزانة مرشح الطاقة النشط (APF) للقمع التوافقي وتعويض الطاقة التفاعلية.

 

2. فهم التوافقيات في أنظمة الطاقة

2.1 الموجة الأساسية والتوافقيات

في أنظمة الطاقة القياسية، التردد الأساسي للجهد والتيار في الصين هو 50 هرتز. ومع ذلك، فإن معظم الأحمال الكهربائية الحديثة هي أحمال غير خطية-، مثل:

• محولات التردد
• العاكسون
• برامج تشغيل LED
• أنظمة UPS
• معدات شحن البطارية
• أجهزة الأتمتة الصناعية

 

تقوم هذه الأجهزة بتوليد مكونات التيار والجهد بترددات تمثل مضاعفات صحيحة للتردد الأساسي (على سبيل المثال، 150 هرتز، 250 هرتز، و350 هرتز). تُعرف مكونات التردد غير المرغوب فيها بالتوافقيات.

تشوه التوافقيات شكل الموجة الجيبية القياسية لنظام الطاقة وتؤثر سلبًا على جودة الطاقة الإجمالية.

 

 

2.2 مخاطر التوافقيات

التوافقيات المفرطة يمكن أن تسبب مشاكل خطيرة في الأنظمة الكهربائية، بما في ذلك:

• زيادة فقدان الطاقة في الكابلات والمحولات
• ارتفاع درجة حرارة المعدات الكهربائية
• تسارع شيخوخة العزل
• تقليل عمر خدمة المكثفات والمحركات
• خلل في الأجهزة الإلكترونية الحساسة
• انخفاض عامل الطاقة
• استهلاك أعلى للطاقة
• التعثر الكاذب لأجهزة الحماية
• قد يؤدي التشغيل على المدى الطويل-في ظل ظروف توافقية شديدة إلى تلف دائم للمعدات الكهربائية وتقليل موثوقية النظام.

 

وفقا للمعيار الوطنيGB/T 14549-1993 - جودة الطاقة: التوافقيات في شبكة الطاقة العامةحدود التشوه التوافقي الإجمالي المسموح به (THD) في الصين هي:

نظام الجهد المنخفض -0.38 كيلو فولت:THD أقل من أو يساوي 5.0%

نظام الجهد المتوسط ​​6 كيلو فولت – 10 كيلو فولت-:THD أقل من أو يساوي 4.0%

 

3. خزانة مرشح الطاقة النشط (APF).

3.1 الفرق بين مرشحات الطاقة النشطة والسلبية

مرشح الطاقة النشط (APF)

يستخدم مرشح الطاقة النشط أجهزة أشباه الموصلات وتكنولوجيا التحكم الذكية لمراقبة التوافقيات في الوقت الحقيقي. يقوم تلقائيًا بتوليد تيارات تعويض عكسية للتخلص ديناميكيًا من التيارات التوافقية في شبكة الطاقة.

بالمقارنة مع طرق التصفية التقليدية، توفر أنظمة APF ما يلي:

• التعويض التوافقي-في الوقت الحقيقي
• استجابة ديناميكية
• التعديل التلقائي
• إمكانية القمع التوافقي المتعدد-.
• دعم تعويض الطاقة التفاعلية

 

مرشح الطاقة السلبي

يتكون مرشح الطاقة السلبية بشكل أساسي من المكثفات والمفاعلات ودوائر مرشح LC، على غرار خزانات تعويض الطاقة التفاعلية التقليدية.

يمكن لمرشحات الطاقة السلبية أن تمنع فقط التوافقيات ذات الترددات المحددة ولها عدة قيود:

• خصائص التعويض الثابتة
• خطر الرنين
• نطاق تصفية محدود
• ضعف القدرة على التكيف مع ظروف التحميل المتغيرة

 

لذلك، تُفضل خزانات APF على نطاق واسع في أنظمة إدارة جودة الطاقة الحديثة.

 

3.2 الميزات الوظيفية لخزانة APF

نطاق الترشيح التوافقي الواسع

• يمنع بشكل فعال التوافقيات من الترتيب الثاني إلى الترتيب الحادي والستين
• أهداف التصفية التوافقية القابلة للتعديل
• يدعم استراتيجيات التعويض التوافقي المخصصة

 

-التعويض الذكي في الوقت الحقيقي

• يتتبع تغييرات التحميل بشكل ديناميكي
• يقوم تلقائيًا بإخراج تيار التعويض العكسي
• يحافظ على جودة طاقة مستقرة بشكل مستمر

 

واجهة الاتصالات RS485

• يدعم المراقبة عن بعد ونقل البيانات
• متوافق مع أنظمة إدارة الطاقة الذكية
• مريحة للتشغيل والصيانة المركزية

 

وظيفة تعويض الطاقة التفاعلية

• يقوم بتنفيذ التصفية التوافقية بشكل مستقل دون التسبب في تعويض الطاقة التفاعلية-.
• يستخدم القدرة المتبقية لتعويض الطاقة التفاعلية
• يحسن عامل طاقة النظام من خلال التصفية الديناميكية

 

تحسينعملجودة الطاقة وموثوقية النظام

• يقلل من ارتفاع درجة حرارة المعدات
• يطيل عمر خدمة الأجهزة الكهربائية
• يقلل من خسائر الخط واستهلاك الطاقة
• يعزز سلامة توزيع الطاقة بشكل عام

 

خاتمة

نظرًا لأن التلوث التوافقي أصبح شائعًا بشكل متزايد في أنظمة الطاقة الصناعية والتجارية الحديثة، فقد أصبحت خزانات مرشح الطاقة النشط (APF) حلاً أساسيًا للقمع التوافقي وتحسين جودة الطاقة.

 

بالمقارنة مع المرشحات السلبية التقليدية، توفر أنظمة APF نطاقات ترشيح توافقية أوسع وسرعات استجابة أسرع وتعويض ذكي ووظائف تعويض الطاقة التفاعلية المتكاملة، مما يجعلها مثالية لما يلي:

• النباتات الصناعية
• المباني التجارية
• مراكز البيانات
• المستشفيات
• مرافق التصنيع الذكية
• أنظمة الطاقة المتجددة

 

من خلال تقليل التشوه التوافقي وتحسين عامل الطاقة بشكل فعال، تساعد خزانات APF على ضمان تشغيل نظام الطاقة بشكل أكثر أمانًا واستقرارًا وكفاءة في استخدام الطاقة{{0}