Aktywne filtry harmonicznych to urządzenia, które poprawiają jakość energii elektrycznej w instalacjach przemysłowych. Eliminują szkodliwe zakłócenia i obniżają rachunki za prąd. Dlaczego warto w nie zainwestować?

Czym jest aktywny filtr harmonicznych

Aktywny filtr harmonicznych to elektroenergetyczne urządzenie, które monitoruje prąd w sieci i automatycznie kompensuje niepożądane zjawiska. Działa jak inteligentny regulator, który w czasie rzeczywistym analizuje jakość energii i wprowadza poprawki.

Główne funkcje filtra aktywnego obejmują:

• Eliminację wyższych harmonicznych prądu – usuwa zakłócenia powodowane przez urządzenia elektroniczne, odbiorniki nieliniowe i inne
• Kompensację mocy biernej – zarówno indukcyjnej, jak i pojemnościowej
• Symetryzację obciążeń – wyrównuje prądy w poszczególnych fazach

W przeciwieństwie do filtrów pasywnych, urządzenia aktywne dostosowują się do zmiennych warunków pracy. Reagują na zmiany obciążenia w czasie 100-140 mikrosekund.

Zastosowanie filtrów aktywnych w przemyśle

Zakłady z dużą liczbą silników elektrycznych

Filtry harmonicznych sprawdzają się wszędzie tam, gdzie pracują silniki indukcyjne sterowane falownikami. Przemysł motoryzacyjny, spożywczy czy metalurgiczny często boryka się z problemem zniekształceń prądu. Aktywne kompensatory rozwiązują te problemy kompleksowo.

Obiekty z zasilaniem awaryjnym

Szpitale, centra danych i banki wymagają stabilnego zasilania. Aktywny filtr harmonicznych chroni wrażliwe urządzenia przed zakłóceniami i wydłuża żywotność sprzętu elektronicznego. W serwerowniach filtracja wyższych harmonicznych prądu może znacząco zmniejszyć awarie systemów IT.

Instalacje z oświetleniem LED

Nowoczesne systemy oświetlenia generują znaczne ilości mocy biernej pojemnościowej.Kompensacja mocy biernej w biurowcach i halach produkcyjnych pomaga ustabilizować napięcie i pozwala uniknąć opłat za pobór energii biernej.

Branże z przekształtnikami częstotliwości

Przemysł chemiczny, farmaceutyczny i petrochemiczny wykorzystuje liczne napędy regulowane. Filtr wyższych harmonicznych eliminuje wzajemne oddziaływanie urządzeń i poprawia stabilność procesów technologicznych.

Od czego zależy cena aktywnego filtra harmonicznych

Funkcjonalność i technologia

Aktywne filtry harmonicznych różnią się możliwościami technicznymi. Podstawowe modele oferują filtrację harmonicznych do 25. rzędu. Zaawansowane urządzenia filtrują harmoniczne do 50. rzędu.

Warunki środowiskowe

Filtry aktywne przeznaczone do trudnych warunków przemysłowych mają wyższą cenę.

Stopień ochrony IP, temperatura pracy i odporność na zapylenie to czynniki decydujące o ostatecznej cenie urządzenia.

Kompleksowość instalacji

Filtrj aktywny wymaga profesjonalnego montażu i uruchomienia. W skomplikowanych instalacjach jest to także  pomiar dodatkowych parametrów  i precyzyjne dostrojenie nastaw.

Korzyści finansowe z zastosowania filtrów aktywnych

Redukcja opłat za energię bierną

Kompensacja mocy biernej eliminuje kary nakładane przez dostawców energii. W 2025 roku cena energii biernej wzrosła do około 2,28 zł netto za kvarh dla odbiorców zasilanych niskim napięciem – to wzrost o niemal 50% w porównaniu do roku poprzedniego.

Zmniejszenie strat energii czynnej

Filtr harmonicznych redukuje straty w przewodach i transformatorach. W dużych instalacjach przemysłowych oszczędności energii czynnej mogą być zauważalnie widoczne.

Wydłużenie żywotności urządzeń

Jakość energii elektrycznej ma bezpośredni wpływ na trwałość sprzętu. Silniki elektryczne pracujące w środowisku o wysokich harmonicznych zużywają się 20-30% szybciej. Aktywne filtry eliminują to zjawisko i redukują koszty serwisu.

Zwiększenie mocy użytecznej

Aktywny filtr harmonicznych pozwala lepiej wykorzystać moc zainstalowaną w transformatorach i rozdzielniach. Dzięki temu przedsiębiorstwa mogą podłączyć więcej odbiorników bez konieczności rozbudowy infrastruktury elektrycznej.

Formularz zapytania o wycenę

Potrzebujesz indywidualnej wyceny aktywnego filtra harmonicznych? Skontaktuj się z naszymi ekspertami, którzy dobiorą optymalne rozwiązanie dla Twojej instalacji.

Aby przygotować precyzyjną ofertę, potrzebujemy informacji o:

• Mocy zainstalowanej w obiekcie
• Typie i liczbie odbiorników nieliniowych
• Wynikach pomiarów jakości energii (jeśli są dostępne)
• Informacji o naliczaniu bądź nie opłat za energię bierną na fakturach za prąd
• Warunkach środowiskowych instalacji
• Budżecie przeznaczonym na inwestycję

Bezpłatna konsultacja techniczna obejmuje analizę potrzeb i dobór urządzenia.

Najczęściej zadawane pytania

Czy filtr APF-100 wystarczy do instalacji 100 kW?

Filtr aktywny APF-100 o prądzie znamionowym 50 A dobrze sprawdzi się w instalacjach o mocy 50-70 kW. Moc urządzenia dobiera się bowiem na podstawie prądu harmonicznych, a nie mocy czynnej odbiorników. W instalacjach o wysokim współczynniku THDi potrzebne są urządzenia o większej mocy.

Ile czasu trwa montaż aktywnego filtra harmonicznych?

Standardowa instalacja filtra harmonicznych zajmuje 1-2 dni robocze.. Czas zależy od dostępności miejsca montażu, konieczności wyłączeń planowych i zakresu dodatkowych pomiarów.

Czy aktywne filtry wymagają konserwacji?

Aktywne filtry harmonicznych są urządzeniami praktycznie bezobsługowymi. Zaleca się coroczną kontrolę połączeń elektrycznych i czyszczenie filtrów wentylatorów. Nowoczesne modele wyposażone są w systemy autodiagnostyki, które informują o ewentualnych usterkach.

Jaka jest różnica między filtrem aktywnym a pasywnym?

Filtr aktywny dostosowuje się automatycznie do zmian obciążenia i kompensuje szerokie spektrum harmonicznych. Filtry pasywne działają tylko przy określonych częstotliwościach i mogą wchodzić w rezonans z siecią. Aktywne rozwiązania są droższe, ale znacznie bardziej uniwersalne.

Czy można połączyć kilka filtrów aktywnych?

Tak, nowoczesne filtry aktywne jakie jak APF-300  mogą pracować równolegle. Pozwala to na zwiększenie mocy systemu i zapewnienie redundancji. Funkcja master-slave automatycznie rozdziela obciążenie między urządzeniami.

Aktywny filtr harmonicznych to inwestycja, która szybko się zwraca przez obniżenie rachunków za energię i poprawę niezawodności instalacji elektrycznej. Profesjonalny dobór urządzenia i jego prawidłowy montaż gwarantują wieloletnie korzyści finansowe i techniczne. Współczesne zakłady przemysłowe nie mogą sobie pozwolić na ignorowanie problemów z jakością energii elektrycznej.

W wielu firmach faktura za energię elektryczną potrafi być nieprzyjemną niespodzianką. Szczególnie gdy pojawia się na niej tajemnicza pozycja „energia bierna”. Nie produkujesz jej świadomie, a mimo to płacisz. Dla wielu przedsiębiorców to wciąż temat mało zrozumiały, chociaż dotyczy realnych kosztów. Czym właściwie jest energia bierna? Dlaczego firmy ponoszą opłaty za coś, co nie wykonuje pracy? I najważniejsze – jak ograniczyć te wydatki do minimum?

Czym właściwie jest energia bierna?

Zacznijmy od podstaw. Energia bierna to ta część energii, która nie jest zamieniana na użyteczną pracę, ale pozostaje niezbędna do działania wielu urządzeń. Występuje głównie w instalacjach zawierających elementy indukcyjne (np. silniki, dławiki, transformatory) lub pojemnościowe (np. kondensatory, niektóre układy UPS). Energię bierną wyraża się w jednostkach zwanych kvarh (kilovarogodziny).

W fizyce rozróżniamy:

• energię czynną – tę, za którą faktycznie płacisz, bo zasila maszyny, oświetlenie, ogrzewanie;
• energię bierną indukcyjną – pobieraną przy obciążeniach indukcyjnych;
• energię bierną pojemnościową – zwaną także energią bierną oddaną.
• energię pozorną – czyli wektorową sumę energii czynnej i biernej.

Choć energia bierna „krąży” między źródłem zasilania a odbiornikiem, obciąża sieć i powoduje straty przesyłowe, więc operatorzy energetyczni naliczają za nią dodatkowe opłaty.

Dlaczego firmy muszą płacić za energię bierną?

Operator systemu dystrybucyjnego zazwyczaj oczekuje, że odbiorcy będą utrzymywać współczynnik mocy (tg φ) na poziomie poniżej 0,4. Jeśli wartość ta będzie się znajdować powyżej tej granicy – zaczynasz generować nadmierną energię bierną.

Im wyższy tg φ, tym większa proporcja energii biernej w stosunku do czynnej, co powoduje:

• przeciążenie sieci elektroenergetycznej;
• zwiększenie strat mocy w liniach;
• obniżenie efektywności transformatorów i zasilaczy;
• zakłócenia w pracy innych odbiorników.

Operatorzy sieci nie są skłonni pokrywać tych kosztów z własnej kieszeni – dlatego wprowadzają opłaty za przekroczenie dopuszczalnego poziomu energii biernej. Są ujęte w taryfie dystrybucyjnej.

W przypadku energii biernej pojemnościowej, płacisz za każdą ilość energii biernej wprowadzonej do sieci.

W praktyce oznacza to: jeśli nie kompensujesz energii biernej – dopłacasz do rachunku.

Jak ograniczyć koszty związane z energią bierną?

Najbardziej efektywnym sposobem walki z energią bierną jest wdrożenie układów kompensacyjnych. Dzięki nim możliwe jest zredukowanie poziomu energii biernej do bezpiecznych wartości, co z kolei eliminuje lub znacznie zmniejsza opłaty karne.

Automatyczne systemy kompensacji, takie jak filtry aktywne, samoczynnie dostosowują poziom kompensacji do zmiennego obciążenia. Urządzenia takie są najbardziej uniwersalnym sposobem na wyeliminowanie problemów z jakością energii elektrycznej, w tym skuteczne ograniczenie poziomu energii biernej o dowolnym charakterze.

Produkty Elsta Elektronika jako gotowe rozwiązanie

Firma Elsta Elektronika od lat dostarcza sprawdzone rozwiązania dla przemysłu, w tym urządzenia służące do skutecznej kompensacji mocy biernej. Co znajdziesz w ofercie?

Filtry aktywne dużej mocy typu APF-300

To najbardziej zaawansowane urządzenia do poprawy jakości energii elektrycznej, dedykowane w szczególności największym przedsiębiorstwom produkcyjnym i przetwórczym. Umożliwiają dynamiczną kompensację mocy biernej, filtrację wyższych harmonicznych prądu, a także symetryzację prądów fazowych. Filtry aktywne typu APF-300 wyposażone są w zautomatyzowane mechanizmy pracy w rozdzielnicach wielopolowych i umożliwiają działanie równoległe dwóch jednostek tego samego typu dla podwojenia dostępnej mocy dla potrzeb kompensacji wszelkich zakłóceń w przebiegu prądu

Filtry aktywne typu APF-100To kompaktowe urządzenia przystosowane do montażu naściennego, dedykowane małym i średnim firmom produkcyjnym, handlowym i usługowym, a także obiektom kultury, centrom danych i innym podobnym obiektom. Zapewniają skuteczną kompensację mocy biernej, filtrowanie wyższych harmonicznych prądu oraz symetryzację prądów fazowych.

Co zyskasz dzięki kompensacji mocy biernej?

Kompensacja energii biernej to nie tylko sposób na uniknięcie kar. To także:

• niższe straty przesyłowe i mniejsze obciążenie kabli oraz transformatorów;
• lepsza stabilność napięcia w sieci wewnętrznej;
• większa niezawodność urządzeń – mniej awarii, dłuższa żywotność;
• lepszy współczynnik mocy (tg φ), co oznacza kontrolę nad mocą bierną.

A co najważniejsze – zwrot z inwestycji często następuje już po kilku miesiącach. Szczególnie gdy dotychczasowe opłaty za energię bierną były znaczące.

Zanim zainwestujesz – zmierz i zrozum

Wdrożenie systemu kompensacji powinno być poprzedzone pomiarami jakości energii. Pomiar taki pozwoli określić:

• rzeczywisty poziom współczynnika mocy;
• typ dominującej energii biernej (indukcyjna czy pojemnościowa);
• obecność wyższych harmonicznych i zakłóceń w sieci;
• czy poszczególne fazy zasilania są obciążone w podobnym stopniu.

Dzięki temu nie tylko unikniesz nietrafionej inwestycji, ale też precyzyjnie dobierzesz parametry systemu kompensacyjnego.

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.

Co to jest energia bierna i skąd się bierze opłata?

Różnica między energią czynną a bierną

Energia czynna (kWh) wykonuje pracę – napędza silniki, ogrzewa, świeci. Energia bierna (kvarh) „krąży” między siecią a odbiornikiem, budując ­- rozładowując pola magnetyczne lub elektryczne. Nie zamienia się w pracę użyteczną, ale obciąża linie przesyłowe i transformatory, powodując dodatkowe straty i koszty po stronie operatora.

Moc bierna indukcyjna i pojemnościowa

• Indukcyjna – pobierana głównie przez silniki asynchroniczne, sprężarki, transformatory.
• Pojemnościowa – oddawana do sieci przez długie kable, baterie kondensatorów bez sterowania, oświetlenie typu LED, stanowiska komputerowe, czasami także przez instalacje PV na jałowym biegu.

Operatorzy rozliczają oba kierunki przepływu energii biernej:

– dla energii biernej pojemnościowej nie ma żadnej tolerancji ze strony operatora i każda ilość oddanej energii tego typu skutkuje pojawieniem się na fakturze kary w pozycji nazwanej “energia bierna oddana”, “energia bierna pojemnościowa” lub w innej o podobnym brzmieniu.

– dla energii biernej indukcyjnej po przekroczeniu limitu ustalonego wartością współczynnika tgφ₀, na fakturze pojawia się pozycja „energia bierna pobrana”, “nadwyżka energii biernej indukcyjnej” lub podobna, a operatorzy naliczają opłatę za nadmiarowy pobór energii biernej indukcyjnej.

Kiedy naliczana jest opłata za energię bierną?

Taryfy A, B, C i próg tgφ

W Polsce przy braku indywidualnych ustaleń dla rozliczenia energii biernej indukcyjnej stosuje się współczynnik tgφ₀ = 0,4 (cosφ≈0,93). Przekroczenie tej granicy wywołuje opłatę za każdy kvarh ponad limit. Od 2024 r. taryfy dystrybucyjne podniosły stawki, co bezpośrednio zwiększyło rachunki firm.

W przypadku oddanej energii biernej pojemnościowej, limitem jest 0 kvarh. Oznacza to, że każda ilość tej energii wprowadzonej do sieci skutkuje naliczeniem opłat.

Jak sprawdzić, czy płacisz za energię bierną?

Na fakturze szukaj linii „energia bierna indukcyjna/pojemnościowa”, “energia bierna pobrana/oddana” lub skrótu kvarh. Gdy zauważysz na fakturze opłaty pojawiające się regularnie co miesiąc, oznacza to że problem z energią bierną dotknął również Ciebie i potrzebujesz układu do kompensacji mocy biernej, aby zniwelować ponoszone koszta.

Jakie są skutki opłat za energię bierną?

Przykład opłat na fakturze

Zakład o zużyciu energii czynnej na poziomie 100 00 kWh miesięcznie, ze współczynnikiem tgφ = 1,1, pobiera ok. 11 000 kvarh energii biernej indukcyjnej. Przy stawce 2,28 zł/kvarh opłata przekracza 103 000 zł rocznie. Kompensacja mocy biernej pozwala niemal w każdym przypadku na obniżenie tych opłat prawie do 0.

Konsekwencje dla przedsiębiorstwa

• wyższe koszty energii (kary za przekroczenie tgφ),
• przeciążenie transformatorów, wzrost temperatury kabli,
• spadki napięcia i ryzyko awarii automatyki,
• zmniejszona przepustowość sieci i trudności z przyłączaniem nowych odbiorników.

Co to jest kompensacja mocy biernej?

To lokalne wytwarzanie mocy biernej o przeciwnym charakterze i o odpowiedniej wartości tak, aby prąd pobierany z sieci był niemal wyłącznie „czynny”. Efekt: tgφ spada poniżej progu, a pozycja za energię bierną na fakturze jest wyzerowana.

Filtr aktywny APF – skuteczna forma kompensacji

Dlaczego warto wybrać aktywny filtr?

Filtr aktywny wytwarza prąd kompensacyjny w czasie rzeczywistym i śledzi zmienne obciążenia, dlatego utrzymuje zadany cosφ lub tgφ niezależnie od rodzaju produkcji czy stopnia obciążenia zakładu. Jednocześnie tłumi wyższe harmoniczne prądu, wyrównuje obciążenia pomiędzy fazami i odciąża przewód neutralny, poprawiając ogólną jakość energii.

Przykładowe zastosowania filtrów APF od Elsta Elektronika

Urządzenia serii APF-100/25, APF-100/50, APF-300/200, APF-300/400 pracują w:

• zakładach produkcyjnych (silniki, falowniki),
• centrach danych (zasilacze UPS),
• obiektach z dużą instalacją PV,
• nowoczesnych budynkach z oświetleniem LED i klimatyzacją.

Przy kompensacji 100 % energii biernej i redukcji THDi < 5 % filtr APF usuwa pozycję kVarh z faktury już w pierwszym okresie rozliczeniowym

Czy inwestycja w kompensację się opłaca?

Kiedy zwraca się filtr aktywny?

• Gdy tgφ regularnie przekracza 0,4.
• Gdy oddawana jest energia bierna pojemnościowa.
• Gdy zakład pracuje w trybie zmianowym z dużymi skokami obciążenia.
• Kiedy planowana jest rozbudowa parku maszynowy lub instalacja PV i przekroczenie tgφ₀ jest pewne.

Podsumowanie – opłata za energię bierną to nie wyrok

• Opłata pojawia się, gdy tgφ > 0,4 lub gdy oddajesz energię bierną pojemnościową do sieci.
• Od 2024 r. stawki rosną – w 2025 r. nawet 2,28 zł/kvarh.
• Najpewniejszym sposobem eliminacji kosztów jest kompensacja energii biernej, a najszersze możliwości daje filtr aktywny APF-100 lub APF-300.
• Inwestycja zwraca się zwykle w kilka miesięcy, a dodatkowy bonus to lepsza jakość energii i niższa awaryjność sprzętu.

Sprawdź, ile możesz zaoszczędzić – pobierz kartę katalogową APF i skontaktuj się z ekspertami Elsta Elektronika.

Nieliniowe odbiorniki – od falowników przez zasilacze impulsowe po oświetlenie LED – sprawiają, że przebiegi prądu i napięcia w zakładach przemysłowych i budynkach komercyjnych coraz częściej odstają od ideału sinusoidy. Ich wspólny skutek to wyższe harmoniczne, czyli składowe prądu i napięcia o częstotliwości wielokrotności 50 Hz. Jeśli nie zostaną ograniczone, prowadzą do wzrostu temperatury transformatorów, zakłócenia pracy zabezpieczeń elektrycznych, szybszego zużywania się urządzeń i… wyższych rachunków za energię.

Poniżej wyjaśniamy, skąd biorą się wyższe harmoniczne, jak je skutecznie eliminować oraz dlaczego aktywne filtry APF-100 i APF-300 firmy Elsta Elektronika są jednym z najpewniejszych rozwiązań dla przemysłu i infrastruktury krytycznej.

Czym są wyższe harmoniczne i skąd się biorą?

Wyższe harmoniczne to sygnały o częstotliwości będącej dokładną wielokrotnością częstotliwości podstawowej (w Europie 50 Hz). Powstają, gdy odbiornik pobiera prąd w sposób niesinusoidalny – dzieje się tak przy:

• napędach o zmiennej prędkości,
• prostownikach tyrystorowych,
• UPS-ach i zasilaczach impulsowych,
• falownikach PV,
• nowoczesnym oświetleniu LED.

Każdy z tych odbiorników pobiera z sieci prąd wycinkami, tworząc kształt inny niż wzorowa sinusoida. W efekcie sieć obciążana jest harmonicznymi rzędu 3, 5, 7 i wyższymi, a parametr THDi (Total Harmonic Distortion current) rośnie nierzadko do 20–30 %.

Skutki obecności wyższych harmonicznych w instalacjach

1. Przegrzewanie transformatorów i przewodów – sumowanie się harmonicznych podnosi RMS prądu, a więc i straty.
2. Zakłócenia pracy zabezpieczeń elektrycznych – Wyższe harmoniczne mogą wprowadzać zakłócenia w działaniu urządzeń zabezpieczających, takich jak wyłączniki różnicowoprądowe czy przekaźniki elektroniczne. Skutkiem może być ich niepotrzebne, przedwczesne lub całkowicie błędne wyłączenie obwodu, mimo braku rzeczywistego zagrożenia.

Spadek sprawności falowników i silników – wyższe harmoniczne indukują dodatkowe straty w rdzeniach maszyn i łożyskach.

3. Ryzyko przestojów produkcyjnych – nagłe wyłączenia urządzeń wrażliwych (np. komputerowych systemów sterowania).
4. Wyższe opłaty za energię bierną – niska wartość cos φ często towarzyszy problemom z wyższymi harmonicznymi, a to kolei oznacza realne kary od operatorów sieci.

Filtry APF od Elsta Elektronika – nowoczesne rozwiązania dla przemysłu

APF-100 – kompaktowy strażnik jakości energii

• Warianty 25 A i 50 A na fazę → idealne dla instalacji do 200 kW.
• Montaż na ścianie lub wolnostojący, obudowa IP30 (600 × 700 × 300 mm).
• Czas reakcji <136 µs, częstotliwość przełączania 14 kHz – wysoka dynamika filtracji.
• Komunikacja Ethernet / Wi-Fi / Modbus TCP + wbudowany web-serwer.
• THDi < 5 % przy pełnej kompensacji, opcja pracy selektywnej.

APF-300 – moc dla dużych odbiorników

• Wersje 200 A i 400 A, moc znamionowa 150 kVA lub 300 kVA.
• Czas reakcji 100 µs, dynamika prądu kompensującego do 1600 A/ms.
• Budowa modułowa w szafie IP41 (830 × 2335 × 935 mm).
• 7-calowy panel dotykowy, zdalne zarządzanie, praca równoległa dwóch  jednostek.

Technologia Power Quality Technology Elsta Elektronika opiera się na zaawansowanej analizie sygnałów w rzeczywistym czasie i dzięki temu filtry jednocześnie:

• eliminują harmoniczne do 50-ej,
• korygują moc bierną (indukcyjną lub pojemnościową),
• symetryzują prądy fazowe i redukują prąd przewodu neutralnego,
• poprawiają ogólną sprawność instalacji elektrycznej i dbają o odpowiednie warunki pracy dla maszyn i urządzeń

Zastosowania filtrów aktywnych – gdzie warto je wdrożyć?

• Zakłady produkcyjne z napędami VFD i robotami.
• Centra danych i serwerownie – gwarancja stabilnego zasilania IT.
• Budynki inteligentne (BMS) i oświetlenie LED dużej mocy.
• Laboratoria i linie testowe z precyzyjnym sprzętem pomiarowym.

Korzyści techniczne i ekonomiczne wdrożenia filtrów APF

1.     THDi < 5 % – znacząca redukcja zakłóceń pochodzących od wyższych harmonicznych prądu

2.       Redukcja opłat za energię bierną – często nawet o 90-100 %.

3.       Niższa temperatura transformatorów → dłuższa żywotność, mniejsze straty.

4.       Stabilniejsza praca automatyki – mniej zakłóceń w sieci sterowania.

5.   Szybki zwrot z inwestycji – w przemyśle energochłonnym często < 12-24 mies.

Dlaczego warto wybrać Elsta Elektronika?

Elsta Elektronika to firma z ponad 30-letnim doświadczeniem w dziedzinie elektroniki przemysłowej, która od lat dostarcza niezawodne rozwiązania poprawiające jakość energii elektrycznej. Klienci mogą liczyć na wsparcie techniczne zarówno telefonicznie, jak i w dwóch centrach produkcyjno-serwisowych zlokalizowanych w Wieliczce i Lędzinach. Produkcja realizowana jest w Polsce, z wykorzystaniem komponentów klasy przemysłowej, zgodnie z obowiązującymi normami i standardami technicznymi oraz dyrektywą RoHS, co gwarantuje wysoką jakość i zgodność z wymaganiami rynku. Urządzenia, takie jak filtry aktywne APF, zostały zaprojektowane z myślą o łatwej integracji z systemami zarządzania energią – dzięki interfejsowi webowemu i obsłudze protokołu Modbus TCP możliwa jest płynna współpraca z istniejącą infrastrukturą SCADA lub BMS. Co więcej, modele APF-300 oferują modułową rozbudowę i możliwość pracy równoległej, co pozwala elastycznie dopasować moc kompensacyjną do potrzeb nawet najbardziej wymagających instalacji.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Co to są wyższe harmoniczne?
 Wyższe harmoniczne to składowe prądu lub napięcia o częstotliwości będącej wielokrotnością 50 Hz. Pojawiają się, gdy odbiorniki pobierają prąd niesinusoidalnie.

Czym różni się filtr aktywny od pasywnego?
 Pasywny usuwa kilka konkretnych częstotliwości, aktywny adaptacyjnie kompensuje całe spektrum od 2-ej do 50-ej harmonicznej oraz moc bierną, a także asymetrię.

Gdzie stosuje się filtry aktywne?
 Wszędzie tam, gdzie pracuje wiele nieliniowych odbiorników: przemysł, data center, budynki smart, zakłady przetwórcze.

Ile kosztuje aktywny filtr harmonicznych?
 Cena zależy od prądu kompensacji (25–400 A) i konfiguracji. Skontaktuj się z Elsta Elektronika, aby uzyskać wycenę dopasowaną do Twojej instalacji.

Dlaczego warto?

Wyższe harmoniczne to ukryty przeciwnik Twojej instalacji – powodują straty, awarie i niepotrzebne koszty. Filtry aktywne APF-100 i APF-300 firmy Elsta Elektronika eliminują te problemy, łącząc filtrację wyższych harmonicznych prądu, kompensację mocy biernej i symetryzację prądów w jednym, inteligentnym urządzeniu.

Chcesz obniżyć rachunki i zwiększyć niezawodność swojej infrastruktury?
 Skontaktuj się z nami: handlowy@elsta.tech lub +48 12 395 10 78 – przygotujemy bezpłatną analizę sieci i dobierzemy filtr idealny do Twoich potrzeb.

Filtr aktywny – dlaczego jego dobór ma znaczenie?

Filtr aktywny to urządzenie, które ogranicza poziom wyższych harmonicznych prądu, kompensuje moc bierną oraz symetryzuje obciążenia pomiędzy fazami, a tym samym poprawia jakość energii. Jednak samo jego zastosowanie nie wystarczy. Aby spełniał prawidłowo swoją funkcję, musi być dobrany do konkretnej instalacji – jej charakterystyki, obciążeń i warunków pracy.

Zbyt słaby filtr aktywny nie zapewni skutecznej kompensacji. Przewymiarowany będzie droższy i może zająć więcej miejsca. Dlatego przed wyborem urządzenia warto przeanalizować kilka kluczowych kwestii.

1. Analiza źródeł zakłóceń

Pierwszym etapem doboru filtra aktywnego jest identyfikacja źródeł zakłóceń. Najczęściej będą to:

• falowniki (PV, HVAC, napędy),
  
• zasilacze impulsowe,
  
• zasilacze UPS i magazyny energii,
  
• urządzenia przemysłowe z przekształtnikami mocy.
  

Każde z tych urządzeń generuje określony poziom wyższych harmonicznych. Ich częstotliwości, amplitudy i rozkład w czasie decydują o parametrach, które filtr będzie musiał kompensować. Urządzenia te, a także inne odbiorniki mogą pobierać lub wytwarzać moc bierną, którą również zajmie się filtr aktywny.

2. Pomiary jakości energii

Dobór filtra aktywnego powinien być poprzedzony pomiarami parametrów sieci:

• napięcia i prądu,
• współczynnika THDi (dla prądu),
• współczynnika THDu (dla napięcia),
• współczynnika mocy (cosφ i tgφ).
• poziomu mocy czynnej i mocy biernej
• zawartości wyższych harmonicznych prądu poszczególnych rzędów.
  

Pomiary powinny być rejestrowane dla każdej fazy. Warto wykonać analizę w dłuższym okresie, najlepiej przez kilka dni pracy instalacji. Pozwoli to określić, jak zmienia się charakter obciążenia i jakie wartości zakłóceń są typowe.

3. Dobór mocy filtra aktywnego

Filtry aktywne dobiera się na podstawie zebranych danych pomiarowych tak, aby zapewnić odpowiednią moc urządzenia do realizacji bieżących zadań kompensacyjnych, ale także z uwzględnieniem zapasu mocy na przyszłość. Filtr aktywny powinien dysponować wystarczającą mocą, aby z jednej strony skompensować ponadnormatywny  pobór energii  biernej indukcyjnej lub znacząco ograniczyć energię bierną pojemnościową, a z drugiej strony skutecznie zająć się obniżeniem poziomu wyższych harmonicznych prądu (THDi). Kompensacja mocy biernej pozwoli ograniczyć koszty energii elektrycznej, a filtracja wyższych harmonicznych prądu dodatkowo ustabilizuje sieć energetyczną i poprawi warunki pracy maszyn i urządzeń, dzięki czemu możliwe jest zmniejszenie liczby przestojów i awarii. W razie potrzeby w przypadkach stwierdzonej znacznej asymetrii obciążeń, filtr wyrówna obciążenia pomiędzy fazami redukując w ten sposób płynący prąd w przewodzie neutralnym.

4. Konfiguracja i funkcje dodatkowe

Nowoczesne filtry aktywne to urządzenia bardzo zaawansowane technicznie i często dobierane do potrzeb konkretnej instalacji elektrycznej. Przed wyborem warto zatem sprawdzić:

• moc urządzenia,
• sposób przyłączenia do sieci (z przewodem neutralnym lub bez),
• dostępne tryby kompensacji (wyższe harmoniczne, moc bierna, asymetria),
• możliwość pracy równoległej,
• interfejsy komunikacyjne (Modbus, Ethernet, WiFi, panel HMI),
• funkcje diagnostyczne i alarmowe.
• możliwość konfiguracji i dostosowania do potrzeb.
  

5. Warunki montażu i chłodzenia

Podczas projektowania i przygotowywania miejsca instalacji filtra aktywnego warto uwzględnić warunki środowiskowe:

• temperaturę pracy,
• wentylację i sposób chłodzenia,
• klasę szczelności obudowy (IP),
• miejsce montażu (ściana, szafa, podłoga),
• miejsce podłączenia do sieci elektrycznej,
• miejsce zainstalowania przekładników prądu (najlepiej przy głównym zasilaniu),
• wymagane odległości od innych urządzeń elektrycznych.
  

Filtr aktywny wymaga odpowiedniej przestrzeni oraz ochrony przed pyłem, wilgocią i wysoką temperaturą. Nieprawidłowy montaż skraca jego żywotność i utrudnia dostęp do urządzenia.

Kiedy warto skonsultować się z producentem?

Dobór filtra aktywnego należy skonsultować z producentem. Elsta Elektronika oferuje kompleksowe wsparcie techniczne i dobór urządzeń dopasowanych do konkretnych instalacji przemysłowych i energetycznych. Dzięki temu filtr aktywny nie tylko zadziała skutecznie, ale też będzie inwestycją bez ryzyka.

Bezpieczna i świadoma decyzja

Dobór filtra aktywnego nie jest decyzją „na oko”. Wymaga pomiarów, analizy i znajomości sieci. Tylko wtedy filtr aktywny będzie skutecznie eliminować zakłócenia i realnie poprawi jakość energii w instalacji.

Dobrze dobrany filtr aktywny to niższe koszty eksploatacji, większa niezawodność urządzeń i zgodność z normami jakości energii. W środowisku przemysłowym – to również spokój i przewidywalność działania systemu.

Co to jest przekompensowanie i dlaczego jest niebezpieczne?

Przekompensowanie to zjawisko, w którym do sieci oddawana jest moc bierna pojemnościowa. W praktyce oznacza, że zamiast pobierać energię bierną z sieci, odbiornik ją do niej wprowadza. Choć sprawa brzmi niegroźnie, skutki przekompensowania mogą być poważne i kosztowne.

Najczęstszą przyczyną przekompensowania jest niedopasowanie układu kompensacji mocy biernej do rzeczywistego zapotrzebowania obiektu lub po prostu brak układu kompensującego moc bierną. Problem często pojawia się w instalacjach, gdzie zastosowano baterie kondensatorów o zbyt dużej mocy lub w przypadku obiektów z dużą liczbą długich linii kablowych i odbiorników energooszczędnych.

Skutki przekompensowania

Przekompensowanie prowadzi do:

• naliczania opłat za energię bierną pojemnościową,
             
• możliwości wystąpienia zjawiska rezonansu w sieci,
             
• obniżenia jakości energii i zakłóceń w pracy wrażliwych urządzeń,
             
• niepotrzebnego obciążenia infrastruktury sieciowej i zmniejszenia jej sprawności.
• podwyższenia napięcia sieciowego
  
  

Wbrew pozorom, przekompensowanie dotyczy nie tylko dużych zakładów przemysłowych, ale również obiektów użyteczności publicznej czy nawet budynków mieszkalnych, gdzie rośnie udział odbiorników energooszczędnych, w tym oświetlenia LED oraz instalacji fotowoltaicznych.

Jak rozpoznać, że instalacja jest przekompensowana?

Oto najczęstsze sygnały ostrzegawcze:

• opłaty na fakturze za energię bierną pojemnościową,    
• zakłócenia w pracy urządzeń elektronicznych
• podwyższone napięcie sieciowe
  
  

Jak uniknąć przekompensowania?

Kluczowe jest odpowiednie dopasowanie układu kompensacji do charakteru i profilu pracy instalacji. W praktyce oznacza to:

• wykonywanie pomiarów obciążenia i parametrów sieci,
             
• dobór urządzeń kompensujących „szytych na miarę”,
             
• stosowanie dynamicznych  układów kompensujących moc bierną np. filtrów aktywnych.

Zastosowanie filtrów aktywnych do realizacji zadania kompensacji mocy biernej ma tę zaletę, że filtr aktywny dynamicznie dostosowuje swoją moc do potrzeb instalacji i wykonuje kompensację w takim zakresie, w jakim w danej chwili jest potrzebny. Efektem pracy urządzenia jest wyeliminowanie mocy biernej pojemnościowej i obniżenie opłat za energię bierną. Filtr aktywny np. APF-100 i APF-300 produkcji Elsta Elektronika może jednocześnie realizować 3 główne funkcjonalności tj. kompensację mocy biernej zarówno pojemnościowej jako i indukcyjnej, filtrację wyższych harmonicznych prądu oraz symetryzację obciążeń, a tym samym kompleksowo przywrócić jakość energii elektrycznej do odpowiedniego poziomu.

Przekompensowanie a przepisy prawa

Ponadumowny pobór energii biernej pojemnościowej może podlegać opłatom. Operatorzy sieci naliczają kary w przypadku generowania nawet niewielkiej ilości mocy biernej pojemnościowej.

Dlatego przekompensowanie jest nie tylko problemem technicznym, ale i finansowym. Szczególnie niebezpieczne jest w układach, gdzie nie prowadzi się stałego monitoringu zużycia energii.

Bezpieczna kompensacja zaczyna się od analizy

Każdy przypadek kompensacji powinien rozpoczynać się od rzetelnej analizy danych, w tym analizy faktur i danych z liczników energii elektrycznej. W trudniejszych przypadkach np. w przedsiębiorstwach, w których poziom obciążenia jest zmienny lub występuje cykliczne załączanie i wyłączanie różnych odbiorników, warto  przeprowadzić pomiary jakości energii elektrycznej.są  Tylko wtedy możliwy jest precyzyjny dobór rozwiązania dopasowanego do konkretnej instalacji elektrycznej.

Optymalna gospodarka mocą bierną wymaga nie tylko urządzeń, ale przede wszystkim wiedzy i analizy danych pomiarowych.

Jakość energii w systemach OZE pod kontrolą

Rozwój odnawialnych źródeł energii to odpowiedź na rosnące potrzeby rynku i konieczność transformacji energetycznej. Fotowoltaika, turbiny wiatrowe i magazyny energii zyskują popularność wśród firm, samorządów i gospodarstw domowych. Jednak wraz z tym trendem pojawiają się nowe wyzwania związane z jakością dostarczanej energii.

W instalacjach OZE często stosuje się falowniki, przekształtniki oraz układy magazynowania. To właśnie one są głównym źródłem zakłóceń w sieci – powodują wzrost poziomu wyższych harmonicznych, a tym samym pogarszają parametry zasilania. Efekt? Spadki sprawności, zakłócenia pracy urządzeń i ryzyko przeciążenia infrastruktury.

Filtry aktywne w instalacjach fotowoltaicznych

Jednym z kluczowych problemów w systemach PV są zakłócenia generowane przez falowniki. Powodują one deformację przebiegu napięcia i prądu, co negatywnie wpływa na pozostałe elementy instalacji. Zdarza się też, że pomimo teoretycznie prawidłowych nastaw w oprogramowaniu falownika fotowoltaicznego, pojawia się moc bierna pojemnościowa, której przed uruchomieniem instalacji PV nie obserwowano. Jest to niekorzystne zjawisko z uwagi na ograniczenie przepustowości sieci oraz naliczanie opłat za energię bierną pojemnościową przez dostawców energii.

Filtry aktywne umożliwiają skuteczną eliminację tych zjawisk. Działają dynamicznie – reagują na zmieniające się obciążenia i dopasowują swoje działanie w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do innych rozwiązań technicznych, realizują szeroki zakres działań poprawiających jakość energii elektrycznej i nie wymagają sztywnej konfiguracji.

W praktyce ich zastosowanie w instalacjach PV oznacza:

• zmniejszenie strat przesyłowych,
• ograniczenie lub nawet wyeliminowanie problemów z automatyką zabezpieczeniową,
• wydłużenie żywotności urządzeń,
• zwiększenie stabilności całego układu,
• kompensację mocy biernej, a tym samym obniżenie opłat za energię elektryczną.
  

Ochrona sieci przy współpracy z magazynami energii

Nowoczesne instalacje OZE coraz częściej korzystają z układów magazynowania energii. To kolejny element, który – podobnie jak falowniki – generuje zakłócenia. W przypadku szybkiego przełączania trybu pracy lub intensywnego ładowania akumulatorów poziom wyższych harmonicznych może gwałtownie wzrosnąć. Jeśli dodatkowo podłączona jest szybka ładowarka pojazdów elektrycznych, może nastąpić nasilenie negatywnych zjawisk.

Filtry aktywne pełnią tu funkcję bufora – ograniczają skutki tych zjawisk i poprawiają stabilność zasilania. Pozwalają też na bardziej precyzyjną kontrolę przepływów mocy biernej i filtrują wyższe harmoniczne prądu, co wpływa pozytywnie na efektywność energetyczną i stabilność systemu.

Wsparcie jakości energii w rozproszonych systemach

W instalacjach rozproszonych, gdzie wiele źródeł OZE współpracuje w jednej sieci, jakość energii staje się kluczowa. Nawet niewielkie zakłócenia mogą się nawarstwiać i prowadzić do nieprawidłowego działania zabezpieczeń lub uszkodzeń.

Filtry aktywne są instalowane i działają w ramach wewnętrznej instalacji elektrycznej odbiorcy energii. Stabilizują parametry prądu i eliminują zakłócenia u źródła. Dzięki temu nie dochodzi do ich propagacji w sieci, a cała instalacja może pracować stabilnie, nawet przy zmiennym obciążeniu.

Rozwiązania dla przemysłu i energetyki

Wdrożenie filtrów aktywnych w instalacjach OZE to krok w stronę efektywności i bezpieczeństwa. Szczególnie w większych obiektach – zakładach przemysłowych, centrach logistycznych czy farmach PV – zastosowanie filtracji aktywnej pomaga uniknąć kosztownych przerw i strat związanych z awariami.

Firma Elsta Elektronika oferuje nowoczesne filtry aktywne zaprojektowane z myślą o współczesnych wymaganiach sektora energetyki i przemysłu. Ich zastosowanie pomaga nie tylko utrzymać zgodność z normami jakości energii, ale też poprawia ogólną stabilność instalacji.

Stabilna praca i niższe koszty eksploatacji

Zastosowanie filtrów aktywnych w instalacjach OZE to inwestycja w długoterminową niezawodność. Ograniczenie poziomu zakłóceń przekłada się na mniejsze zużycie urządzeń, niższe rachunki za energię i znaczące ograniczenie opłat za przekroczenie parametrów sieciowych.

Odpowiednio dobrany filtr aktywny działa precyzyjnie i bezobsługowo. Może współpracować z innymi systemami zarządzania energią i stanowi realne wsparcie dla jakości zasilania. Dlatego w nowoczesnych instalacjach OZE staje się nie dodatkiem, lecz standardem projektowym.

W układach trójfazowych dążymy do jednej rzeczy: równomiernego rozkładu obciążenia między fazami. Gdy tak się nie dzieje, występuje asymetria prądu. To zjawisko, które często jest bagatelizowane, a potrafi wywołać kosztowne skutki. Szczególnie w środowisku przemysłowym, gdzie każda awaria oznacza straty.

Czym jest asymetria prądu?

W idealnym układzie trójfazowym każda faza ma takie samo napięcie i prąd – o tej samej wartości skutecznej, różniące się tylko przesunięciem fazowym. Asymetria pojawia się wtedy, gdy jedna z faz (lub więcej) jest obciążona w sposób odbiegający od pozostałych.

Źródła asymetrii mogą być różne:

• zasilanie niesymetrycznymi odbiornikami jednofazowymi;
• uszkodzenia w instalacjach (np. wadliwy przewód, niepoprawne połączenia);
• obecność zniekształceń harmonicznych;
• nieprawidłowa praca zasilaczy impulsowych lub falowników.

To nie tylko problem teoretyczny. Asymetria może wystąpić zarówno po stronie obciążenia, jak i zasilania, wpływając na cały układ elektroenergetyczny.

Dlaczego asymetria prądu to realne zagrożenie?

Dla osób zarządzających instalacjami przemysłowymi czy projektujących układy zasilania – asymetria prądu to nie tylko nieefektywność. To konkretne ryzyko:

• Przegrzewanie się silników trójfazowych – szczególnie w wirnikach i uzwojeniach stojana.
• Spadek momentu obrotowego i zwiększone drgania – co skraca żywotność urządzeń.
• Wyzwalanie zabezpieczeń – przez nadmierne obciążenia na jednej fazie.
• Nadmierny prąd w przewodzie neutralnym – przegrzewanie przewodu, przyspieszone starzenie izolacji.
• Obniżona jakość energii elektrycznej – wpływa na inne urządzenia w sieci.
• Nieprawidłowa praca transformatorów – i zwiększone straty mocy.

Jeśli w zakładzie występuje duży udział urządzeń energoelektronicznych, a zasilanie opiera się na dynamicznie zmieniających się obciążeniach, ryzyko wystąpienia asymetrii drastycznie rośnie.

Jak eliminować asymetrię prądu? Tu wchodzą filtry aktywne

Jednym z najskuteczniejszych sposobów walki z asymetrią jest zastosowanie filtrów aktywnych, które korygują zarówno nierównomierność obciążeń, jak i obecność wyższych harmonicznych prądu.

Co robi filtr aktywny?

Znacznie uproszczając: balansuje mocą czynną pomiędzy fazami, niwelując skutki asymetrii w czasie rzeczywistym. Odpowiada nie tylko za symetryzację prądów, ale również:

• redukuje wyższe harmoniczne prądu aż do 50. rzędu (w tym najczęściej występujące e 3., 5., 7., 9., 11., 13. rzędu);
• poprawia współczynnik mocy;
• stabilizuje napięcia fazowe poprzez utrzymanie mocy biernej na stałym, niskim poziomie;;
• kompensuje nadmiar energii biernej, redukując opłaty na fakturach za prąd

To rozwiązanie szczególnie przydatne w zakładach:

• z dużą liczbą falowników i serwonapędów;
• z układami UPS, przekształtnikami, spawarkami inwertorowymi;
• z problemami jakości energii zgłaszanymi przez operatora sieci;

Rozwiązania Elsta Elektronika – konkretna odpowiedź na problem

W ofercie Elsta Elektronika znajdziesz zaawansowane urządzenia kompensacyjne, które skutecznie radzą sobie z asymetrią prądów.

Filtry aktywne (APF-300)

To nowoczesne urządzenia, które analizują parametry sieci w czasie rzeczywistym i wprowadzają dynamiczną kompensację. APF-300 od Elsta Elektronika eliminują nie tylko asymetrię, ale też przeciwdziałają zjawiskom niepożądanym, takim jak:

• zniekształcenia prądu,
• obecność wyższych harmonicznych prądu,
• moc bierna indukcyjna i pojemnościowa,
• zwiększone obciążenie przewodu neutralnego.

Dzięki modułowej budowie i zwartej konstrukcji filtry aktywne APF-300 mogą być łatwo integrowane z istniejącymi rozdzielniami, bez konieczności gruntownej przebudowy instalacji. Rozbudowany interfejs użytkownika pozwala na dostosowanie konfiguracji urządzenia do potrzeb, w tym określanie priorytetów i definiowanie profili pracy.

Monitoring i analiza jakości energii

Zanim wdrożysz jakiekolwiek rozwiązanie, musisz wiedzieć, co dzieje się w Twojej instalacji. Systematyczny monitoring parametrów sieci pozwala na identyfikację asymetrii i innych problemów z jakością zasilania.

Dzięki temu nie tylko rozwiążesz obecne problemy, ale też zapobiegniesz kolejnym.

Asymetria? Działa w tle, ale skutki są jak najbardziej realne

Wielu inżynierów traktuje asymetrię jako mniejsze zło dopóki coś nie zacznie się psuć. Tymczasem to zjawisko często odpowiada za nadmierne zużycie energii, awarie napędów czy problemy z automatyką.

Dlatego warto monitorować parametry zasilania i reagować zanim pojawią się koszty przestojów. Filtry aktywne Elsta Elektronika to sprawdzone rozwiązanie, które pozwala odzyskać kontrolę nad jakością zasilania i zoptymalizować pracę całej instalacji.

Każdy przestój to realne straty – nie tylko finansowe, ale też logistyczne i organizacyjne. W wielu przypadkach przyczyną awarii nie jest pech, lecz zaniedbania w monitorowaniu kluczowych parametrów instalacji oraz zasilania.

W tym tekście przyglądamy się:

• najczęstszym przyczynom uszkodzeń maszyn;
• roli jakości energii elektrycznej;
• oraz możliwościom, jakie dają filtry aktywne Elsta Elektronika w ochronie infrastruktury przemysłowej.

Typowe przyczyny awarii maszyn – nie zawsze oczywiste

Uszkodzenia mechaniczne, przegrzania, drgania, zatarcia – to najczęściej wskazywane źródła awarii. Ale w praktyce rzadko są one powodem samym w sobie. To skutki uboczne innych problemów, często pomijanych na etapie projektowania lub utrzymania instalacji.

Co najczęściej leży u podstaw awarii?

• Zaburzenia w zasilaniu – wahania napięcia, spadki i przepięcia.
• Zniekształcenia prądu (harmoniczne) – generowane przez przemienniki, UPS-y, falowniki, zasilacze impulsowe.
• Asymetria napięć i prądów – prowadząca do przegrzewania się uzwojeń silników.
• Brak kompensacji mocy biernej – co zwiększa straty przesyłowe i przeciąża transformator.
• Nieregularna konserwacja mechaniczna – czyli smarowanie, napinanie pasów, luzowanie łożysk itp.

Warto zauważyć, że wiele tych zjawisk nie daje żadnych oczywistych objawów… dopóki nie dojdzie do poważnej awarii.

Niska jakość energii – cichy zabójca maszyn

W zakładach przemysłowych, gdzie dominują nowoczesne urządzenia energoelektroniczne, wysoka jakość energii ma kluczowe znaczenie. Przebieg napięcia i prądu nie zawsze jest idealnie sinusoidalny, co wpływa na pracę systemu energetycznego oraz podłączonych odbiorników.

Do najczęstszych zjawisk wpływających negatywnie na żywotność maszyn należą:

• Harmoniczne prądu – powodujące przegrzewanie się silników, zakłócenia sterowania, fałszywe zadziałania zabezpieczeń.
• Fluktuacje napięcia – mogące prowadzić do przeciążeń i awarii elektroniki sterującej.
• Krótkotrwałe zapady i przepięcia – wyłączające maszyny lub powodujące uszkodzenia modułów IGBT.
• Zaburzenia współczynnika mocy (cos φ) – co zwiększa straty energii i skutkuje dodatkowymi opłatami.
• Asymetria obciążeń  – zwiększa obciążenie przewodu neutralnego, powoduje nadmierne nagrzewanie się instalacji elektrycznej, co może powodować wyzwalanie zabezpieczeń, a w konsekwencji przerwy w pracy maszyn i urządzeń..

Niestabilne zasilanie nie tylko skraca żywotność maszyn, ale też zwiększa ryzyko błędów w procesach produkcyjnych, co przekłada się na jakość wyrobów i ciągłość pracy.

Jak zapobiec awariom? Postaw na aktywne wsparcie instalacji

Jednym z najbardziej efektywnych narzędzi w walce z zaburzeniami jakości energii są filtry aktywne. To inteligentne urządzenia, które analizują parametry sieci w czasie rzeczywistym i natychmiast reagują na wszelkie odchylenia od normy.

Co potrafi dobry filtr aktywny?

• Skutecznie kompensuje wyższe harmoniczne prądu – eliminując zniekształcenia, które niszczą elektronikę i silniki.
• Poprawia współczynnik mocy – redukując energię bierną i optymalizując pracę transformatorów.
• Symetryzuje prądy fazowe – chroniąc silniki przed przegrzewaniem oraz redukując prąd w przewodzie neutralnymStabilizuje napięcia – poprzez utrzymywanie poziomu mocy biernej “w ryzach”, zmniejsza wahania napięcia, co wpływa na żywotność modułów sterujących i automatyki.

Rozwiązania od Elsta Elektronika – praktyczna ochrona maszyn

W ofercie Elsta Elektronika znajdziesz nowoczesne urządzenia, które skutecznie minimalizują ryzyko awarii wynikających z problemów jakości energii:

Filtry aktywne (APF-100)

To zaawansowane urządzenia zaprojektowane z myślą o zakładach przemysłowych. Filtr aktywny APF-100 analizuje sieć i w czasie rzeczywistym niweluje zakłócenia – niezależnie od tego, czy są spowodowane przez obciążenia nieliniowe, zmiany w strukturze sieci czy nierównomierne obciążenie faz.

Ich kompaktowa konstrukcja umożliwia łatwą integrację z istniejącą infrastrukturą – bez potrzeby generalnych modernizacji. Natomiast rozbudowany interfejs użytkownika umożliwia dostosowanie pracy urządzenia do potrzeb zakładu.

Prewencja zamiast reakcji

Awarii maszyn nie da się wyeliminować całkowicie. Ale wiele z nich można przewidzieć i im zapobiec, jeśli instalacja jest monitorowana oraz wspierana przez nowoczesne systemy korekcji jakości zasilania.

Filtry aktywne Elsta Elektronika dają realną ochronę dla sprzętu przemysłowego. To inwestycja, która nie tylko przedłuża żywotność maszyn, ale też:

• redukuje koszty eksploatacji;
• zwiększa efektywność energetyczną;
• poprawia stabilność pracy procesów produkcyjnych.