Istnieje kilka opcji złagodzenia problemów harmonicznych w systemach zasilania. Niestety nie ma rozwiązania, które pasuje do wszystkich aplikacji. Kluczem jest wykrycie i wybranie odpowiedniej opcji dla Twoich potrzeb. Brak zmniejszenia tych niechcianych prądów elektrycznych może prowadzić do problemów od przegrzania przewodów i neutralnych transformatorów, do nieefektywnych operacji sprzętu elektronicznego. Nieoczekiwane alarmy napędu o zmiennej częstotliwości (VFD), problemy PLC i bloków komputerowych są typowymi problemami pochodzącymi z nadmiaru harmonicznych w systemie dystrybucji.
Aby określić najlepsze rozwiązanie w celu złagodzenia niepożądanych harmonicznych, zacznij od zbadania sprzętu, który podejrzewasz, generuje najwięcej prądów harmonicznych. W większości przypadków są to siłowniki o zmiennej częstotliwości (VDF). Użyj sprzętu pomiarowego do pomiaru i analizy częstotliwości i amplitud harmonicznych. Jest znacznie prostszy niż się wydaje. Elektryczne analizy jakości i rejestratorów mierzą i rejestrują te wartości, obliczają zniekształcenie fali sinusoidalnej 60 Hz utworzonej przez harmoniczne i umożliwiają pobieranie danych do komputera, aby przeprowadzić głębszą analizę. Kluczowym parametrem obliczającym ten sprzęt analizy jest całkowite zniekształcenie harmoniczne (THD). TDH jest obliczany zarówno dla napięcia, jak i prądu. Po zakończeniu procesu pomiaru.
Jaki jest najlepszy sposób na kontynuację pomiaru niezbędnych wartości? Mierzenie tylko ilości THD w pewnym momencie i pozyskiwanie filtra w celu złagodzenia tych prądów harmonicznych prawdopodobnie nie jest najlepszym rozwiązaniem. Powodem jest to, że częstotliwość i wielkości prądów harmonicznych, które są tworzone przez VFD, zwykle zmieniają się wraz ze zmianami obciążenia w falowniku. Na przykład dany VFD może stworzyć wiele harmonicznych o stosunkowo niewielkiej wielkości, gdy jest ładnie naładowany, ale wytwarzać bardziej widoczne częstotliwości harmoniczne z dużymi obciążeniami. Jeśli dane harmoniczne są rejestrowane tylko raz przez stosunkowo krótki czas, prawdopodobne jest, że potrzebne dane będą uciec.
Filtry harmoniczne, okiennice i inne urządzenia używane do łagodzenia harmonicznych zostały zaprojektowane do pracy z pewnymi harmonicznymi i w pewnych warunkach pracy. Podczas wybierania filtra harmonicznego w celu złagodzenia harmonicznych wygenerowanych, gdy VFD jest lekko naładowany, najprawdopodobniej popełniasz błąd przy zakupie filtra harmonicznego. Może się okazać, że najpoważniejsze problemy są generowane innym razem podczas działania zakładu.
Jeśli chcesz złagodzić problemy z harmoniczną, wykonaj następujące kroki:
1. Zidentyfikuj wszelkie podejrzane nieliniowe urządzenia (VFD są typowe), które według ciebie powodują, że niechciane harmoniczne napływają do systemu dystrybucji.
2. Skonfiguruj analizator lub rejestrator jakości energii elektrycznej do rejestrowania danych. Podłącz narzędzie w punkcie, w którym VFD łączy się z innymi obciążeniami w systemie. Ta kwestia jest określana jako wspólny punkt sprzężenia (PCC) w obiektach przemysłowych. Chociaż niektóre rejestratory mogą zostać na stałe zainstalowane, sensowne jest użycie podłączonego przenośnego analizatora i umieszczenie go bezpiecznie w odpowiedniej szafce elektrycznej przez czas trwania badania rekordu.
3. Zawsze upewnij się, że zachowuje środki bezpieczeństwa elektrycznego podczas łączenia i odłączania tego rodzaju sprzętu.
4. Zapisz dane dla co najmniej jednego cyklu rośliny, aby zapewnić, że dane przechwytują zdarzenia najcięższych harmonicznych. Uzyskaj zapisy operacji i procesów zakładu podczas tego cyklu i porównaj je z zarejestrowanymi danymi.
5. Pobierz dane na komputer, aby kontynuować analizę za pomocą oprogramowania analizatora. Następnie obserwuj harmoniczne stworzone w różnych momentach podczas działania napędu. Porównaj dane harmonicznych z danymi operacyjnymi zakładu. Zadawaj pytania, takie jak: „W którym wydarzeniach i operacjach zakładu stwarzają największe zniekształcenie harmonicznych?” „Jakie jest obciążenie wyjściowe mojego VFD w tym czasie?” Prawdopodobnie będzie to punkt operacyjny VFD, w którym harmoniczne zostaną poprawione.
IEEE zaleca, aby całkowite zniekształcenie harmoniczne (THD) podstawowej częstotliwości 60 Hz w tym PCC nie przekroczyło 5% napięcia. Zastosować działanie naprawcze.
6., jeśli to możliwe, staraj się powiązać jakiekolwiek problemy zakładu doświadczane podczas rejestracji danych harmonicznych z wartościami THD i poziomami harmonicznymi w tym czasie. Na przykład, jeśli PLC tworzy fałszywy alarm o wysokiej temperaturze w sprzęcie w tym samym czasie, gdy obciążenie VFD i duży silnik rozpoczyna się w zakładzie, możesz odkryć problem z harmonicznym. Twoja odpowiedź może być zastosowaniem filtra zaprojektowanego dla tego konkretnego obciążenia VFD.
7. Wreszcie współpracuj z producentem VFD, który ma problem z wybraniem najlepszego sposobu na złagodzenie harmonicznych. Dzięki serii pytań i analizy inżynierii dostawca VFD pomoże ci ustalić najlepsze rozwiązanie i zapewni je w celu złagodzenia niechcianych harmonicznych.
