Zastosowanie filtra aktywnego w przemysłowej instalacji elektrycznej
W instalacji występowały istotne zakłócenia: wysoki poziom wyższych harmonicznych prądu, obniżony współczynnik mocy (cos φ) oraz zniekształcony przebieg prądu. Celem wdrożenia było znaczące obniżenie THDi, redukcja wybranych harmonicznych oraz poprawa cos φ.
Wyzwanie
W przemysłowej instalacji elektrycznej występowały istotne zakłócenia związane z wysokim poziomem wyższych harmonicznych prądu, obniżonym współczynnikiem mocy (cos φ) oraz niestabilnym przebiegiem prądu. Problemy te prowadziły do nieoptymalnej pracy urządzeń, zwiększonego zużycia energii oraz potencjalnych awarii infrastruktury.
Przed zastosowaniem filtra aktywnego
-
Wysoki poziom wyższych harmonicznych prądu
- THDi wynosiło ponad 20% (przykład: L1 – 19.8%, L2 – 16.5%, L3 – 20.3%).
- Rozkład harmonicznych wykazywał wysokie wartości m.in. 5., 7., 3. i 11. harmonicznej.
-
Obniżony współczynnik mocy
- Cos φ wynosił 0.967, co powodowało dodatkowe obciążenia systemu.
-
Zniekształcony przebieg prądu
- Wykresy prądowe ukazywały silne odchylenia od sinusoidalnego kształtu.
Przed – przebieg prądu odbiegał od sinusoidy.
Po wdrożeniu filtra aktywnego
Po wdrożeniu filtra aktywnego Elsta Elektronika (kolor żółto-pomarańczowy oznacza wartość prądu harmonicznej przed zastosowaniem filtracji, a kolor zielony – po zastosowaniu filtracji):
Rozkład harmonicznych po filtracji – porównanie przed/po (kolory jak wyżej).
- THDi zmniejszyło się do poziomu poniżej 5.2% we wszystkich fazach (L1 – 5.2%, L2 – 5.1%, L3 – 4.2%).
THDi – przed.
THDi – po.
Zredukowano istotnie wartości 3., 5., 7. i 11. harmonicznej, co przełożyło się na poprawę jakości prądu.
- Cos φ został podniesiony do idealnej wartości 1.000, co zoptymalizowało pracę instalacji.
Cos φ – 0.967 (przed).
Cos φ – 1.000 (po).
- Przebiegi prądowe w każdej fazie przyjęły niemal idealny sinusoidalny kształt.
Po – przebieg prądu zbliżony do sinusoidy.
Korzyści
- Zwiększona efektywność energetyczna: eliminacja strat wynikających z wyższych harmonicznych prądu i poprawa cos φ.
- Ochrona urządzeń: redukcja zakłóceń minimalizuje ryzyko uszkodzeń urządzeń oraz przedłuża ich żywotność.
- Zgodność z normami: instalacja spełnia wymagania dotyczące jakości energii elektrycznej.
- Oszczędności finansowe: niższe koszty utrzymania i mniejsze zużycie energii.
Porównanie przebiegów prądowych: przed / po filtracji
Przesuń suwak w osi X, aby porównać przebiegi prądowe przed i po zastosowaniu filtrów.
Podsumowanie
Wdrożenie aktywnego filtra harmonicznych Elsta Elektronika w tej instalacji przemysłowej pozwoliło na wyeliminowanie kluczowych problemów związanych z jakością energii. Dzięki poprawie wskaźników energetycznych inwestycja przyniosła wymierne korzyści operacyjne i finansowe.
