W nowoczesnych zakładach przemysłowych nie wystarczy już po prostu dostarczać energii elektrycznej. Równie ważna jest jej jakość. Sieci zasilające poddawane są coraz większym obciążeniom, wynikającym z szerokiego zastosowania odbiorników nieliniowych: falowników, zasilaczy impulsowych, układów sterowania PLC, automatyki HVAC czy systemów oświetlenia LED. Ich obecność znacząco zmienia charakterystykę prądu pobieranego z sieci, prowadząc do generowania wyższych harmonicznych, mocy biernej i asymetrii fazowej.

Zjawiska te nie tylko pogarszają sprawność systemu zasilania, ale też powodują wzrost strat energii, podniesienie współczynnika mocy (tg φ) oraz ryzyko kar za przekroczenia parametrów ustalonych przez operatorów sieci dystrybucyjnych. Odpowiedzią na te wyzwania są aktywne filtry kompensacyjne, takie jak APF-100/50/4w/E firmy Elsta Elektronika.

Czym różni się filtr aktywny od klasycznych kompensatorów?

Tradycyjne układy kompensacji, są rozwiązaniami pasywnymi. Ich działanie jest ograniczone do kompensowania mocy biernej o charakterze indukcyjnym albo pojemnościowym. Nie reagują dynamicznie na zmiany obciążenia, a ich skuteczność spada w układach z odbiornikami o zmiennej charakterystyce. Co ważne – nie mają wpływu na redukcję wyższych harmonicznych, które w obecnych układach stanowią główne źródło strat i problemów eksploatacyjnych. Co więcej, klasyczne kompensatory mocy biernej indukcyjnej mogą nawet ulec znaczącej awarii, jeśli będą pracować w sieci zakłóconej wyższymi harmonicznymi.

APF-100/50/4w/E działa w zupełnie inny sposób. To urządzenie zbudowane w oparciu o szybkie tranzystory SIC, które:

• analizuje w czasie rzeczywistym wartości prądu i napięcia we wszystkich fazach,
  
• identyfikuje składowe niepożądane (wyższe harmoniczne, przesunięcia fazowe, asymetrię),
  
• dynamicznie generuje prąd kompensacyjny o odpowiednim kształcie, który koryguje przebieg prądu pobieranego z sieci.
  

W praktyce oznacza to, że odbiornik zachowuje się wobec sieci tak, jakby był idealnym, liniowym i zrównoważonym obciążeniem.

Trzy funkcje w jednym urządzeniu

Filtr APF-100/50/4w/E pełni jednocześnie trzy funkcje:

1. Aktywna filtracja wyższych harmonicznych prądu– redukuje THDi nawet do poziomu <5%.
   
2. Kompensacja mocy biernej – zarówno indukcyjnej, jak i pojemnościowej, w pełnym zakresie dynamicznym.
   
3. Symetryzacja prądów fazowych – ważna w układach z nierównomiernie obciążonymi fazami, np. w starszych instalacjach lub budynkach wielkoprzemysłowych.
   

Co istotne – urządzenie realizuje wszystkie te funkcje równocześnie, bez potrzeby stosowania dodatkowych komponentów. To znacząco upraszcza projektowanie instalacji, oszczędza miejsce w rozdzielnicy i pozwala na szybką integrację.

Jakość energii = realne oszczędności

Wbrew pozorom poprawa jakości energii nie jest wyłącznie działaniem profilaktycznym. Przynosi mierzalne efekty ekonomiczne, takie jak:

• obniżenie opłat dystrybucyjnych za energię bierną,
  
• zmniejszenie strat mocy czynnej w transformatorach, kablach i silnikach,
  
• redukcja ryzyka awarii zabezpieczeń nadprądowych i układów pomiarowych,
  
• wydłużenie żywotności urządzeń zasilanych – szczególnie tych wrażliwych na zniekształcenia przebiegów.
  

Filtr aktywny działa lokalnie, eliminując skutki obecności odbiorników nieliniowych bez ingerencji w układ odbiorczy, co zwiększa niezawodność całej infrastruktury.

Dlaczego właśnie APF-100/50/4w/E od Elsta Elektronika?

To urządzenie wyróżnia się na tle konkurencyjnych rozwiązań kilkoma cechami praktycznymi:

• Kompaktowa obudowa – przystosowana do montażu naściennego
  
• Zdalna konfiguracja i wizualizacja – przez interfejs webowy i wbudowane Wi-Fi.
  
• Niskie straty własne – poniżej 3,5% mocy znamionowej.
  
• Trójfazowa kompensacja – działanie jednocześnie na wszystkich fazach
  
• Bezobsługowość – automatyczna praca urządzenia zarządzana przez wyspecjalizowany układ FPGA
• Adaptacyjność – elastyczność konfiguracji i dopasowanie do potrzeb konkretnego obiektu
• Uniwersalność – kompleksowe rozwiązanie problemów z niską jakością energii
  

Opisywane filtry aktywne typu APF-100 to rozwiązanie opracowane w Polsce, w oparciu o wieloletnie doświadczenie firmy Elsta Elektronika w pracy w środowiskach przemysłowych i górniczych.

Typowe zastosowania przemysłowe

Urządzenie APF-100/50/4w/E doskonale sprawdza się w:

• zakładach z dużym udziałem napędów elektrycznych i przemienników częstotliwości,
  
• halach z liniami produkcyjnymi o zmiennym profilu obciążenia,
  
• centrach danych i obiektach z wrażliwą elektroniką,
  
• budynkach komercyjnych z rozbudowaną automatyką i systemami HVAC,
  
• instalacjach objętych karami za zbyt wysoki współczynnik mocy tgφ.
• instalacjach objętych karami za wprowadzanie do sieci energii biernej pojemnościowej.
  

Może być stosowane zarówno w nowych instalacjach, jak i jako uzupełnienie i rozbudowa istniejącej infrastruktury.

Dlaczego warto rozważyć filtr aktywny w strategii energetycznej zakładu?

Poprawa jakości energii to dziś realna dźwignia optymalizacji kosztów. Nie chodzi już tylko o zgodność z normami czy ograniczenie zakłóceń. Chodzi o systemową kontrolę nad stratami, lepsze wykorzystanie mocy umownej i mniejsze ryzyko przestojów wynikających z awarii.

APF-100/50/4w/E to gotowe narzędzie, które pozwala wdrożyć te zmiany szybko, bez gruntownej przebudowy instalacji.