Logisztikai központ - esettanulmány az EcoSine Active Sync eredményeinek bemutatásával
Napjainkban a villamos energia minőségének kérdése egyre hangsúlyosabbá válik. A minőségi mutatók közül kiemelt figyelmet érdemelnek a felharmonikusok. A fogyasztói struktúra átalakulásával egyre több olyan berendezés kapcsolódik a villamos hálózatokra, mely úgynevezett nemlineáris fogyasztónak tekinthető. Ezen eszközök közös jellemzője, hogy nem tisztán 50 Hz-es szinuszos áramot vesznek fel a hálózatból. Ennek következtében visszahatnak a táphálózat feszültségére, eltorzítva annak jelalakját. A felharmonikusok által okozott problémákat hamar felismerték, több megközelítés is létezik az általuk okozott hatások mérséklésére. A felharmonikusok szűrésének módszereit két nagy csoportra szokás osztani: passzív és aktív szűrés. A következőkben ez utóbbi kerül bemutatásra, néhány esettanulmány segítségével szemléltetve a lehetséges alkalmazási területek sokféleségét.
Az esetek mindegyikében, bár eltérő teljesítménnyel, de ugyanaz az aktív felharmonikus szűrő típus került beépítésre: a Schaffner által gyártott EcoSine Active Sync típus. Ezek a szűrők a mai trendeknek megfelelően moduláris kialakításúak. Egy szűrő modul 60 A kompenzáló áram előállítására képes és gyakorlatilag tetszőleges számú modul párhuzamos alkalmazása lehetséges. A berendezés egészen az 50-es rendszámig képes a felharmonikusok szűrésére, beleértve a páros rendszámokat is. A berendezés 100 µs alatti reakcióideje alkalmassá teszi dinamikus kompenzációs feladatok elvégzésére is. A teljesítményelektronika tekintetében 3 szintű NPC topológiát alkalmaznak az optimális működés és az alacsonyabb veszteségek elérésének érdekében. (veszteség ≤2,6%)
Az alkalmazott modulok mindegyike kivétel nélkül 4 vezetékes kialakítású, képes a zérus sorrendű áramok szűrésére is.
Meddőteljesítmény-kompenzálás – Logisztikai központ
A meddőteljesítmény-kompenzálás tradicionálisan a fogyasztók által a hálózatból felvett induktív jellegű meddő teljesítmény ellensúlyozását jelentette. Napjainkban azonban egyre többször lehet találkozni olyan létesítményekkel, ahol a korszerű, energiatakarékos fogyasztók eredőben kapacitív meddőteljesítmény-felvételt eredményeznek. Ennek a meddő teljesítménynek a kompenzálására a hagyományos kialakítású fázisjavító berendezések nem képesek.
Egy logisztikai központ esetében az üzemeltetők azt tapasztalták, hogy a létesítmény (beleértve a világítástechnikai, irodatechnikai, épületgépészeti fogyasztókat éppúgy, mint a terhelés döntő hányadát képező szállítórendszereket működtető hajtásokat) jelentős kapacitív meddő teljesítményt vesz fel a hálózatból.
Figyelembe véve az áramokban megfigyelt jelentős felharmonikus tartalmat, valamint a fogyasztás változásának dinamikáját, az a döntés született, hogy egy aktív felharmonikus szűrő kerüljön beépítésre, mint meddőkompenzáló berendezés.
A létesítmény főelosztójában telepítésre került egy ilyen eszköz, mely összesen 300 A kompenzáló áram előállítására képes. A létesítmény kisfeszültségen kapja az energiát. A betáplálási megszakító beállított áramértéke 800 A.
A telepített felharmonikus szűrő az elosztóban eredetileg elhelyezett hagyományos kialakítású fázisjavító berendezés helyére került beépítésre. Ennek áramváltója nem volt megfelelő a szűrő számára, így új, Rogowski-tekercses eszközök kerültek utólagosan beépítésre, az elosztó átalakítása nélkül.
A szűrő fő feladata az alapharmonikus meddő teljesítmény kompenzálása. A telepített berendezésen egyelőre csupán ez a funkció került aktiválásra. A berendezés a beállításainak megfelelően a létesítmény eredő meddőteljesítmény-felvételét úgy szabályozza, hogy az egy megadott teljesítménytényező-tartományban legyen. Ezek a célértékek induktív 0,98-0,99 voltak.
A meddőteljesítmény-kompenzálással elért eredményeket a következő két ábra szemlélteti. Az első ábra a kompenzálás nélküli esetet mutatja, melyen jól látható a kapacitív (negatív) meddő teljesítmény. A teljesítménytényező átlagos értéke a bemutatott időszakban 0.71 volt. A kompenzálás üzembe helyezését követő állapotot bemutató második ábrán a meddő teljesítmény végig induktív jellegű (pozitív), az alapharmonikus teljesítménytényező értéke átlagosan 0.995 volt.
Az imént ismertetett megoldás jól illusztrálja az aktív felharmonikus szűrők retrofit jellegű alkalmazásának lehetőségét.
Az eredmények várakozáson felüliek!
Összefoglalás
A villamos energia műszaki minősége, azon belül is a felharmonikusok értéke egyre nagyobb figyelmet kap napjainkban. A felharmonikusok csökkentésének korszerű módja az aktív felharmonikus szűrő berendezések alkalmazása. Ezek az eszközök azonban felépítésüknél fogva egyidejűleg több funkció elvégzésére is képesek, így a felharmonikus szűrés helyett egy komplex, „teljesítmény-formálási” feladatot ellátva.
Jelen cikkben az aktív felharmonikus szűrők alapvető tulajdonságainak áttekintését követően esettanulmány bemutatásával próbáltuk illusztrálni ezen eszközök alkalmazási lehetőségeinek sokféleségét. A bemutatott esetek rávilágítottak az eszközök alkalmazhatóságára felharmonikus szűrés, meddőteljesítmény-kompenzálás, valamint terhelés terhelésszimmetrizálás céljára egyaránt.
Az egyedi energiaminőség területén a KRL Kontrol Kft egész országra kiterjedő vevőszolgálata az Ön rendelkezésére áll annak érdekében, hogy megtalálják az Ön számára legjobb megoldást a megfelelő energiaminőség elérésének érdekében, mindvégig a tanácsadástól a hálózatanalízisen, tervezésen át a megvalósításig és az értékesítés utáni vevőtámogatásig.
