Активные фильтры гармоник АФГ TDK Electronics PQSine™, SVG PQvar™ и Antiresonance Harmonic Filter

Анонс: Активные фильтры гармоник (АФГ) TDK Electronics AG (EPCOS) серии PQSine™, активные компенсаторы реактивной мощности SVG серии PQvar™ и пассивные Antiresonance Harmonic Filter – особенности, преимущества и недостатки. Активные фильтры гармоник АФГ TDK Electronics PQSine™ в ассортименте 2022 года.

Корпорация TDK Electronics AG (до 01.10.2018 EPCOS AG) для решения проблем качества электроэнергии и надежности электроснабжения сетей низкого напряжения предлагает:

• активные фильтры гармоник (АФГ) TDK Electronics серии PQSine™ (Active Harmonic Filters PQSine™), используемые для подавления гармонических возмущений в спектре частот до 50-го порядка (включая фундаментальную гармонику частоты 50 Гц);
  
  
  Рис. Интеграция АФГ TDK Electronics PQSine™ с очисткой сети выше места присоединения.
  
  
  
  Рис. Гармонический спектр сети без (слева) и с АФГ TDK Electronics PQSine™.
  
  
• активные компенсаторы (генераторы) реактивной мощности (Static Var Generator - SVG) серии PQvar™ - аналог статических компенсаторов с емкостью и индуктивностью для демпфирования, как емкостной, так и индуктивной реактивной нагрузки.
  
  
  Рис. Интеграция SVG TDK Electronics PQvar Series для компенсации реактивной мощности на фундаментальной частоте.
  
  

  Активные компенсаторы (генераторы) реактивной мощности TDK Electronics предлагает в модификациях только для демпфирования реактивной (емкостной и индуктивной) энергии на фундаментальной частоте (SVG PQvar Series), финансово экономичные благодаря снижению мощности полупроводников при интеграции конденсаторных батарей (SVG PQvar Series with capacitor banks), расширенной функциональности с возможностью и генерации реактивной энергии на фундаментальной частоте, и подавления гармоник на нефундаментальных частотах (SVG PQvar Series with AHF).

  Справка:

  SVG PQvar Series with AHF подается, как отдельный продукт, но, по сути, мало отличается от АФГ TDK Electronics AG (EPCOS) серии PQSine™, в которых уже заложена возможность генерации емкостных и индуктивных токов на фундаментальной частоте.

  В отношении компенсации потребности нагрузки в реактивной энергии безусловным преимуществом и SVG PQvar, и АФГ TDK Electronics AG PQSine™ в сравнении с тиристорными, а тем более релейными конденсаторными установками компенсации реактивной мощности УКРМТ, УКРМ, является полное нивелирование рисков, как пере-, так и недокомпенсации, а также скорость отклика на управляющие сигналы до 5 мс и время реакции около 20 мкс благодаря использованию IGBT транзисторов (скорость отклика у IGCT тиристоров до 20 мс, время реакции до 40 мкс). В целом поэтому несмотря на очень высокую стоимость SVG PQvar и АФГ TDK Electronics AG PQSine™ оправданы в центрах обработки данных, системах резервного бесперебойного питания, экструдерах, литейных машинах, производственных линиях, где необходимо очень быстрое изменение генерации реактивной энергии и/или есть потребность в нивелировании перетоков мощности и емкостного, и индуктивного характера.

  Вместе с тем, цена на SVG PQvar, а особенно на АФГ TDK Electronics AG PQSine™ очень высокая, причем производитель поставляет свои АФГ в «пакетных» решениях (вплоть до 50-й гармоники) с возможностью отключить генерацию токов на не критических (по амплитуде) частотах, но отнюдь не исключить «ненужные» ветви цепей с дорогими IGBT транзисторами из силового и управляющего блоков при заказе, что позволило бы снизить уровень цен. Кроме того, и SVG PQvar, и АФГ TDK Electronics AG PQSine™ построены на базе ШИМ преобразователей, а значит априори генерируют в сеть свои гармонические искажения, а их (при необходимости по показаниям анализа спектра) для исключения рисков эмиссии и транмиссии по сети (и сетям) необходимо нивелировать пассивными фильтрами гармоник;

  
  
• пассивные шунтирующие фильтры на базе реакторов (Antiresonance Harmonic Filter), превентивно настроенные на резонансные частоты в зависимости от заданного характеристического сопротивления реактивной нагрузки согласно требований IEC 61642.
  
  Справка:

  В действительности оптимальные частоты определяются по данным спектрального анализа гармонических искажений для конкретной сети (участка сети), а заявляемая производителем «расстройка» (Detuning) или аналогичные «коэффициент частотной расстройки», «коэффициент дросселирования» технически некорректны. IEC 61642 (Industrial a.c. networks affected by harmonics –Application of filters and shunt capacitors) четко определяет терминологию, в том числе настроенного (tuned filter) и расстроенного фильтра (detuned filter), главным отличием между которыми является частота настройки, которая для tuned filter должны быть не более чем на 10% меньше фильтруемой часоты, а для detuned filter – более, чем на 10% меньше самой низкой частоты гармоники с значительной амплитудой тока / напряжения.

  Сопротивление реактивных элементов L-C контура при резонансе (или характеристическое волновое сопротивление) р = X_L1/X_C1 – это отношение индуктивного сопротивления к емкостному, а помимо этого р показывает изменение напряжения емкости в контуре U_c =U_n*(1/(1-p)) при разных отношениях f_LC/f₁ и определяет выбор оптимальной частоты резонанса. Исходя из практики IEC рекомендует резонансные частоты для контуров пассивных фильтров высших гармоник в зависимости от характеристического сопротивления реактивной нагрузки (223 Гц для р 5%, 210 Гц для р 5.67%, 189 Гц для р 7%, 177 Гц для р 8%, 141 Гц для р 12.5%, 134 Гц для р 14%), а TDK Electronics поставляет свои Antiresonance Harmonic Filter с настройкой на частоты для р 5.67%, 7% и 14%.

  Т.е. по факту Antiresonance Harmonic Filter TDK Electronics AG – это настроенные фильтры (tuned filter), а вернее реакторы для шунтирующего пассивного L-C фильтра, создаваемого последовательным подключением или с конденсаторами установок (УКРМ, УКРМТ) для их защиты от перегрузок по току, или с конденсаторными модулями для подавления гармоник низких порядков в силовой сети (см. более детально здесь).

  
  

  Активные фильтры гармоник АФГ TDK Electronics PQSine™ в ассортименте 2022 года.

  
  

  В 2022 году ассортимент АФГ TDK Electronics PQSine™ увеличился версиями активных фильтров гармоник для более широкого спектра напряжений, что в целом позволяет подобрать АФГ с меньшей ценой благодаря комплектации IGBT транзисторами меньшей мощности. Так, если еще в 2020-2021 годах TDK Electronics предлагала свои АФГ PQSine™ под напряжение 380 V (допустимый диапазон 228 - 456 V), напряжение 480 V (допустимый диапазон 384 - 552 V) и 690 V (допустимый диапазон 483 - 793 V), то сегодня можно заказать:

  • АФГ TDK Electronics PQSine™ напряжения 200 V (допустимый диапазон 173 - 263 V) и напряжения 400 V (допустимый диапазон 228 - 456 V) с генерацией токов 25, 35, 50, 60, 75, 100, 150 A;
  • АФГ TDK Electronics PQSine™ напряжения 480 V (допустимый диапазон 384 - 552 V), 600 V (допустимый диапазон 420 - 690 V), 690 V (допустимый диапазон 483 - 793 V) с генерацией токов 50, 75, 90, 100 A.

  Все АФГ TDK Electronics PQSine™ поставляются с портами RS485 и RJ45 для коммуникации с серверами АСУ по протоколам Modbus (RTU) и TCP/IP (Ethernet).

  
  
  Вернуться в раздел

   1473   22.01.2022