MODÜLER AKTİF HARMONİK FİLTRELER

Transkript

1 MODÜLER AKTİF HARMONİK FİLTRELER Yetkili Distribütörü: ARMES MÜHENDİSLİK ENDÜSTRİYEL SİSTEMLER LTD. Huzur Mah. Kanarya Sok. No: 1/1 Seyrantepe Sarıyer İstanbul Türkiye Tel: / 28 info@armes group.com SE/AHF/PB/1208/3.0 teknik özellikler önceden belirtmeksizin değiştirme hakkını saklı tutar.

2 Harmonik Sorunları: Sebepler ve Sonuçlar Günümüzde güç elektroniğinin büyümesi ve tesislerde lineer olmayan yüklerin artması ile birlikte harmonik kirliliklerin etkisi giderek artan bir sorun haline gelmektedir. Artık bu tür non lineer yükler giderek tüm endüstriyel tesis, ticari bina ve konut tesisatlarında kullanılmaktadır. Tipik Non Lineer Yüklerin İçerikleri: Harmonik akımların varlığı, enerji dağıtım şebekelerindeki RMS akımını arttırır. Sistem empedansı üzerinde harmonik akımların dolaşımı, gerilim dalga şeklinin bozulması ile sonuçlanan gerilim harmoniklerini oluşturur. Yani şebeke tarafında gerilim kalitesi kötüleşir. Enerji tüketicilerinin bulunduğu noktalarda daha da belirgin olarak görülen bu tür olumsuz etkiler genellikle aşağıdaki tiplerde kendilerini gösterirler: Endüstriyel makine ve teçhizatlar (indüksiyon fırınları, statik konvertörler, kaynak makineleri) Kesintisiz Güç Kaynakları (UPS) Asenkron ve DC motorlar için değişken hız sürücüleri Ofis cihaz ve ekipmanları (bilgisayar, server, yazıcı, fotokopi makinesi) Evsel cihazlar (florasan lambalar, televizyon, ışık huzmeli farlar, mikrodalga fırınlar) Ferrit nüveli manyetik cihazlar. Parasal karşılığı olan üretim/proses duruşları, kayıpları İşletim ve enerji maliyetlerinin ek kayıplar dolayısı ile artması Transformatörler, motorlar ve kablolarda normalin üzerinde ısınma Nötr iletkenlerinin aşırı yüklenmesi ve ısınması Nötr toprak geriliminin 1,5V seviyesinin üzerine çıkması Yük dengesizliği Belirsiz arızalar: Ekipmanlarda beklenmeyen erken bozulmalar Bazı elektronik sistem ve ekipmanların nedensiz ve hatalı çalışmaları Tesisatın güvenlik seviyesinin azalması PLC, bilgisayar ya da diğer hassas yüklerde mantık ve hesaplama hataları Şalter ve kesici gibi koruyucu düzeneklerde sorunlu açmalar

3 Optimize edilmiş Harmonik filtreleme teknikleri: 3 Aşamalı Topoloji Tasarım Yaklaşımı Non lineer yükler tarafından, şebekeden çekilen harmonikleri düşürmek için tasarlanan Aktif Harmonik Filtrelerin yapısı güç elektroniği teknolojisine dayanır. Genellikle bozucu etkisi olan yüklere en yakın noktada ve paralel olarak kurulan aktif filtreler, yük tarafından çekilen hat akımı harmoniklerini analiz eder ve yükün ihtiyacı olan harmonik akımını ters faz açısında üreterek şebekeden çekilen harmonik akımlarını nötralize ederler. Harmoniklerin bastırılması gerektiği zaman, işletim devresi yük akımını ölçer ve DSP de programlanan gelişmiş kontrol algoritması yoluyla harmonik akım spektrumunu hesaplar. AHF, harmonik akım spektrumu için 2.harmonikten 50.harmoniğe kadar Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) hesaplama metodunu kullanır. Daha sonra AHF lojiği harmonikleri düşürmek için, seçilen her harmonik frekansında ve ters faz açılı olarak enjekte edilecek olan dengeleme akımı denetleme sinyalinin genliğini belirler. Ih+CIC C I h C I C C Daha sonra filtrenin dengeleme akımı üretim devresi, darbe genişlik modülasyonu (PWM) yoluyla IGBT (yarıiletken anahtar birimi) için bir kontrol sinyali sağlayacaktır. Sonuç olarak, seçilen her harmonik için kusursuz ve ters fazlı bir dengeleme akımı enjekte edilir. Böylece, şebeke tarafında, harmonik akımları önemli ölçüde azaltılmış olur. 0 n n n U dc /2 u 1 0 I C C I h C n 0 n U dc /2 AHF AHF serisi aktif harmonik filtresinin benzersiz çalışma şekli iki ana kısımdan oluşur. Bunlar, akım denetleme devresi ve akım dengeleme devresidir. Yük Sıfır seviye gerilim dönüşümüne dayalı, 3 aşamalı topoloji tasarımı sayesinde daha yüksek anahtarlama frekansına tekabül eden daha düşük voltajlı IGBT kullanımı sayesinde, AHF serisi, istenmeyen dalgalanma akımlarını etkin bir şekilde önleme özelliğine sahiptir ve sinüzoidal dalgaformu için yüksek hassasiyetli bir dalga şekli sağlar.

4 Temel Özellikler ve Faydalar: Kendi sınıfında rakipsiz Modüler Aktif Harmonik Filtre serisi, her tür uygulama için uygundur. İndüktif ve kapasitif yükler için harmonik filtreleme, yük dengeleme ve kademesiz reaktif güç kompanzasyonu yapar. Optimize Edilmiş Harmonik Filtreleme Verimliliği 50.harmoniğe kadar harmoniklerin ayrı ayrı seçimi Aynı anda 50. harmoniğe kadar filtreleme Her harmonik için önceden konfigüre edilebilen harmonik filtreleme seviyeleri [% olarak] Potansiyel rezonans bölgeleri için harmonik filtreleme düzeylerini önceden ölçme ve hesaplama yöntemiyle rezonans koruması Harmonik filtreleme performansı THDi < 6% Kompakt yapı, Yüksek Performans Kompakt boyutlar az yer kaplama Kullanıcı dostu kolay devreye alma Sistem gereksinimlerine göre kombine edilen modüler AHF lerin paralel çalışabilmesi Rack kabin, duvara monte tasarım veya dikili tip kabin seçenekleri Gelişmiş Güvenilirlik Düzeyleri Akıllı FFT hesaplama yöntemi, Harmoniklerin aşamalı olarak bastırılarak sistem istikrarının elde edilmesi için şebeke empedansının gerçek zamanlı ölçümü Rezonans koruması için gelişmiş kontrol algoritması, Yük değişikliklerine bağlı olası paralel rezonans durumunda AHF ekipman hasarını önlemek için durum değerlendirmesi yapar ve gerektiğinde çıkış akımını kontrol edecek şekilde tasarlanmıştır. Geniş kapsamlı koruma modları sağlar: İç komponentlerin aşırı ısınmasını önlemek için sıcaklık takip ve uyarı fonksiyonu Dahili kısa devre koruması Aşırı yük koruması Akım trafolarının ters bağlanması ve hatalı programlanması koruması İzole edilmiş (formlanmış) soğutma tasarımı Dahili bileşen grupları, devre kartları ve ısı üreten elemanlar olarak iki bölüme ayrılmıştır. İlk grup doğal soğutma ve toz korumalı, ikinci grup ise etkili ısı dağılımı için havalandırma fanı içermektedir.

5 Grafik Kullanıcı Arayüzü: Güç Kalitesi İzlenmesi AHF, grafiksel kullanıcı arayüzü ve güç kalitesi izleyiciyi entegre edilmiş bir arayüze sahiptir. AHF bir bilgisayara ihtiyaç duymadan, doğrudan kontrol, konfigürasyon, izleme ve harmonik analizi yapılmasını mümkün kılmaktadır. Aynı zamanda haberleşme seçenekleri ve detaylı alarm durumları ve gerçek zamanlı hata raporlama özelliklerine sahiptir. Alarm ve Hata Raporlamaları: Hızlı müdahale için alarm ve arıza mesajlarının gerçek zamanlı durumu alınabilmektedir. Koruma fonksiyonları aşağıdaki gibidir: Aşırı sıcaklık koruması Şebeke dengesizliği durumunda inverter by pass koruması Yüksek ve düşük voltaj koruması Havalandırma fanı arızası koruması Haberleşme arızaları bildirimi Aydınlatmalı Ekran Rahat okunabilmesi ve kolay menüleri ile arka plan aydınlatmalı LCD ekranda aşağıdaki özellikler mevcuttur: Çalışma parametrelerine erişim ve programlama Sayısal, grafiksel ve spectrum formatında ölçüm verilerinin izlenmesi Detaylı alarm ve arıza mesajlarını kapsayan çalışma durumunun izlenmesi Ölçümler Analiz için kapsamlı ölçüm parametreleri mevcuttur: Şebeke RMS gerilim ve akımları Şebeke gerilim ve akımları distorsiyonu (THDu and THDi) Toplam RMS yük akımları ve THDi Sistem Frekansı Yük seviyesi Kompanze edilen RMS akımı PF Güç Faktörü karşılaştırılması (önce ve sonra) Şebeke, yük ve kompanze edilen akımların gerilim ve akım dalga şekilleri, Şebeke ve yük akımları için 2. harmonikten 50. harmoniğe kadar harmonik spektrumları

6 Teknik Özellikler 400V 690V 400V 690V Model 025/ / * 075/150/225/300 Model 025/ / /150/225/300 Sistem parametreleri Haberleşme Kapasitesi Şebeke konfigürasyonu 3P3W, 3P4W 3P3W Arayüzler RS485 (Modbus RTU), TCP/IP (Ethernet) RS485 (Modbus RTU), TCP/IP (Ethernet), USB Paralel işletim Her dikili tip filtre kabini için 600Ampere kadar merkezi izleme, güç kalitesi görüntüleme, ( V A H F s e r i s i i ç in 300A e kadar) Dijital I/O Alarm olayı 4 dijital giriş / 6 digital çıkış Var Şebeke Voltajı Şebeke Frekansı Akım Trafosu Ayarları* 400 VAC, -43% ~ +15% 45~63 Hz 150/5 10,000/5 690 VAC, -30%~+10% İzleme Yazılım üzerinden merkezi izleme Fiziksel Detaylar Montaj Tipi Duvar veya 19 Rak Kabin Dikili Tip Filtre karakteristiği Topoloji tasarımı 3-aşamalı Yaklaşık Ölçüler (W*D*H), mm 260 x 455 x x 590 x x 575 x x 600 x 2200 Filtreleme kapasitesi Nötr filtreleme kapasitesi Harmonik spektrum Harmonik seçimi 25A/35 A 50A/60A 100A 75A/150A/225A/300A 3 katı oranında nötrsüz 2~50 harmonik dereceleri 2~50 harmonik dereceleri, tümü eşzamanlı olarak seçilebilir Yaklaşık Ağırlık 16 kg 35 kg 40 kg 210~480 kg Çevresel Şartlar Rakım Ortam sıcaklığı Bağıl nem Koruma sınıfı Standartlar 4,000m.ye kadar -5 C. +45 C Max.< 95%, yoğunlaşmasız IP20-10 C ~ +40 C Filtreleme Derecesi Filtre Performansı Her harmonik için 10% ile 100% arasında, THDi <6% Tasarım / Onaylar IEC , 4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-8, 4-11, IEC 60146, EN Clas s A, EN , EN Rezonans Koruması Güç Kaybı < 3% nominal güç Var < 3% nominal güç Standartlara Uyum IEEE 519, IEC , ER G5/4 Anahtarlama Frekansı 20 khz 18 khz Tepki Süresi < 100 µs < 300 µs Cevap Süresi < 10 ms Hava Debisi 270 m³/h 544 m³/h 1080 m³/h 2100 m³/h Gürültü seviyesi < 54 db < 56 db < 58 db < 60 db * Diğer oranlar uygun AHF birimlerinin kombinasyonuyla elde edilebilir, * 3P4W için. 3 adet akım trafosu gereklidir ( L1, L2 ve L3) * 3P3W için. 2 adet akım trafosu gereklidir ( L1 ve L3) Harmonik filtreleme (FFT analizi, ani reaktif güç) Çalışma Modları Reaktif güç kompanzasyonu (Hedef güç faktörü PF from 1 ~ + 1) Yük Dengeleme