Ich fand diesen ausgezeichneten Papier geschrieben in 2000 und beschlossen, mit Ihnen zu teilen.

Autoren

Daniel J. Carnovale, P.E. DanielJCarnovale@eaton.com Eaton | Cutler-Hammer Moon Township, PA

Thomas J. Dionise, P.E. ThomasJDionise@eaton.com Eaton | Cutler-Hammer Warrendale, PA

Thomas M. Blooming, P.E. ThomasMBlooming@eaton.com Eaton | Cutler-Hammer Minneapolis, MN

Einführung

Dieses Papier setzt voraus, dass der Leser einige grundlegende Kenntnisse von Power System Oberwellen hat. Als eine einfache Auffrischung - die allgemeine akzeptable Erklärung ist, dass harmonische Ströme oder "Quellen" von Lasten und erstellen Spannungsverzerrung (oder Oberschwingungsspannungen) wenn sie durch stromaufwärts Leistungssystem-Impedanz Komponenten wie Kabel, Transformatoren, und Generatoren. Im Allgemeinen, Je weiter weg von der Quelle der Oberschwingungsströme (d. h.. die Lasten), desto weniger Spannungsverzerrung Sie werden sehen,. Sicherlich gibt es Ausnahmen und harmonische Spannungen können "produziert" werden von einigen Geräten (einige Generatoren, beispielsweise) aber die allgemeine Diskussion über dieses Papier befasst sich mit Standard-Überlegungen beim Umgang mit typischen harmonischen Herstellung Lasten in kommerziellen und industriellen Netzen.

Oft, wenn das Thema der Netzqualität entsteht, Menschen automatisch davon ausgehen, dass das Thema im Zusammenhang mit Oberwellen. Diese beiden Begriffe vertauscht worden sind und leider viel Verwirrung hat als Folge aufgetreten. Das Thema der Oberschwingungen ist eine Untergruppe von Power Quality (PQ). Andere Netzqualität Überlegungen schließen Spannungsschwankungen (Fall, Unterbrechungen, Flimmern, usw.), Transienten (Überspannungen, Blitz, Schaltereignisse), und Erdung - all das sind wesentliche Themen auf ihre eigenen. Deshalb, jedes PQ Problem ist nicht auf Oberschwingungen bezogen.

Im Hinblick auf harmonische Probleme, unter dem Strich isthis: Oberschwingungen sind kein Problem, wenn sie ein Problem sind. Wie bei allen Netzqualität betrifft, Sie sollten nicht etwas ein PQ Problem zu betrachten, es sei denn das Problem ist ein Aufwand (in Bezug auf die Nützlichkeit Strafen, Währungsverluste, Produktionsausfälle oder Fehlbedienung).

Nur weil Sie haben Oberschwingungsströme in das System fließt, und Sie messen Spannungsverzerrung, Sie müssen nicht unbedingt ein Problem. Sehr oft, Oberthemen werden angehoben, weil die Ebenen haben die IEEE Std überschritten 519-1992 empfohlenen Grenzen irgendwo in einem Energiesystem.

Tatsache ist, die meisten Geräte können auch über diesen konservativen empfohlenen Grenzwerte harmonische Verzerrung Ebenen widerstehen. Oberschwingungen sind interessant und problematisch sein kann, aber oft für Probleme ohne wirkliche Beweise beschuldigt. Nehmen Sie sich Zeit, um über die Obertöne und wie Stromanlagen tatsächlich betroffen zu lernen und Sie sparen sich eine Menge Ärger und sicherlich eine Menge Geld!

Sobald Sie festgestellt haben, dass Sie in der Tat eine Frage der Qualität Stromoberschwingungen bezogen haben, halte das - es gibt mindestens zehn Möglichkeiten, um Ihr Problem zu lösen. Welche ist die richtige für Sie und wird die kostengünstigste Lösung und welche werden die Probleme, die Sie erleben deutlich entlasten? Die wirtschaftliche Diskussion (Die Wahl, die Lösung ist mindestens “Beste”) erfordert eine sehr detaillierte Analyse und dieses Papier wird Leitlinien bieten, um in einer solchen Entscheidung zu unterstützen. Außerdem, Auswählen eines harmonischen Lösung ist nicht immer eine wirtschaftliche Entscheidung in jedem Fall. Preis und Leistung sind auf jeden Fall miteinander und Überlegungen für beide sind notwendig, klar die "beste" Lösung wählen.

Harmonic Quellen

Wo kommen von Oberschwingungen? Die allgemeinen Kategorien der Herstellung harmonischen Lasten (auch nicht-lineare Lasten genannt) sind:

• Geräte der Leistungselektronik (Antriebe, Gleichrichter, Computer, usw.)
• Lichtbogen Geräte (Schweißer, Lichtbogenöfen, Leuchtstoffröhren, usw.)
• Eisen-Sättigungs Geräte (Transformatoren)
• Rotierende Maschinen (Generatoren)

Heute, die am weitesten verbreitete und wachsende harmonischen Quellen sind:

• Frequenzumrichtern (AFD)
• Schaltnetzteile (Computer)
• Fluoreszierende Blitz

Harmonics Symptome

Wie Sie wissen, haben Sie ein Problem? Die onlyway zu wissen ist, um Symptome von der Oberschwingungen zu identifizieren. Sehr oft, wenn Sie bestimmte Symptome von Oberschwingungen erkennen, das Problem bereits Fragen auf Ihrem Stromversorgungssystem erstellt. Der Trick ist, "Potenzial" Symptome zu erkennen und mögliche harmonische Probleme, bevor sie auftreten, oder die Korrektur in das System-Design implementieren. Manchmal Modellierung und einfache Berechnungen werden dazu beitragen, die Probleme, bevor sie zum Problem werden.

Symptome der harmonischen Probleme können in vier Hauptbereiche unterteilt werden: Geräteausfall und Fehlbedienung, wirtschaftliche Überlegungen, Anwendung von Leistungs-Kondensatoren und andere Fragen. Die folgenden Symptome sind Beispiele von Betriebsstörungen und Fehlbedienung mit Oberwellen eines Energiesystems zugeordnet.

• Kerbspannung
• Unregelmäßige elektronischen Geräten Betrieb
• Computer-und / oder SPS-Hänger
• Überhitzung (Motoren, Kabel, Transformatoren, Neutralen)
• Motorschwingungen
• Hörbare Geräusche in Transformatoren und rotierenden Maschinen
• Ärgernis Schalter Betrieb
• Spannungsregler defekt
• Generator Regler defekt
• Timing-Fehler oder digitale Uhr
• Elektrobrände

Die folgenden wirtschaftlichen Überlegungen, die hinsichtlich Oberschwingungen ausgewertet werden soll.

• Verluste / Ineffizienz (Motoren)
• kW Verluste in Kabeln und Transformatoren
• Niedrige Gesamtleistungsfaktor
• Generator Sizing Überlegungen
• USV-Dimensionierung berücksichtigt
• Kapazität Bedenken (Transformatoren, Kabel)
• Utility-Geldbußen

Anwenden von Leistungs-Kondensatoren erfordert besondere Überlegungen hinsichtlich Oberschwingungen.

• Kondensatorausfälle
• Sicherung oder Schutzschalter (Fütterung Kondensatoren) Fehlauslösungen
• Berechneten oder gemessenen harmonischen Resonanzbedingungen (Reihen-oder Parallelresonanz)

Andere wichtige Themen werden in der Regel im Hinblick auf die Harmonische angehoben. Interessant, diese Fragen sind oft nicht echte Probleme, sondern Hype, die von einem Mangel an Verständnis von Oberschwingungen. Viele "Harmonischen Probleme" sind Probleme Spezifikation anstatt reale Probleme.

• Metering - haben Sie wirklich ein Problem oder haben Sie gerade ein neues Messgerät, das Ihnen zeigen kann, die Wellenform und es "aussieht", sollten Sie ein Problem haben, installieren?
• Marketing-Hype auf ein Produkt spec Basis - haben Sie einmal ein Problem oder ist jemand erschrecken Sie zu glauben, dass ein Problem besteht, so dass Sie ihr Produkt zu kaufen?
• Spezifikationstreue - "Du sollst folgen IEEE-519 ...". Während IEEE519 ist eine empfohlene Praxis (beachten Sie, dass das Schlüsselwort ist "Empfohlen"), einige Gedanken müssen auf die praktische Seite der Norm erhalten. Außerdem, Anwendung der IEEE519 Grenzen an anderen Stellen im Netz (andere als die Point-of-Common-Kopplung, oder PCC) ist in der Regel übertrieben und oft kostspielige oder problematische.

In einem eigenen technischen Papier jede dieser Symptome oder Probleme diskutiert werden, aber es genügt zu sagen, daß der Betrag des "Kosten" dieser Symptome ist typischerweise proportional zu der Komplexität und Kosten der Lösung.

IEEE STD 519-1992

IEEE Std 519-1992 ist "Der IEEE Recommended Practice und Anforderungen für Oberschwingungskontrolle in Electrical Power Systems". Viele Menschen nutzen die Spannungs-und Stromverzerrung Limit-Tischen, um festzustellen, wenn Oberschwingungen ein Problem auf ihren Energiesystem verursachen (oder Stromanlage ihrer Kunden, wenn sie ein Berater sind). Diese Norm wurde schwer missbraucht und über die Jahre falsch zitiert. Oft wirtschaftliche Lösungen "ausgewählt" auf der Grundlage der falschen Anwendung der Norm und mit erheblichen Kosten für den Endbenutzer.

Beispiel Spezifikationen, die über die IEEE Empfehlungen

Der folgende Wortlaut ist von einer Probe Spezifikation. Beachten: dies ist keine Empfehlung, sondern eine Probe der Fehlinterpretation des IEEE 519 Standard für eine Antriebsinstallation.

Die harmonischen Verzerrungswerte aus dem Betrieb von allen oder jedem Frequenzumrichter-Motor angetrieben Lastkombinationen, die bei Volllast ergibt, wird begrenzt, wie in der neuesten Ausgabe des IEEE-Standard definiert werden 519.

Diese Aussage ist aber OK, durch die Standard, gilt nur für die PCC (Point-of-Common-Kopplung) mit dem Energieversorger - und nicht wie hier definiert. Dies bringt die breitere Diskussion über die Lage der PCC (siehe folgenden Abschnitt auf PCC). Interessant, auch mit dieser Aussage als Überschrift (in der gleichen Spezifikation), Aussagen 1, 3 und 4 unten widersprechen der IEEE 519 Empfehlungen.

1. Zulässiges Gesamtoberspannungsverzerrung (THD): 3% Grund
2. Maximal zulässige einzelnen Frequenz harmonischen Spannungsverzerrung: 3% Grund
3. Maximal zulässige einzelnen Frequenz und gesamte harmonische Verzerrung aktuelle Nachfrage (TDD): 5% Grund
4. Die harmonische Verzerrung Stufen sind speziell auf die Schalttafel-Bus liefert eine Einheit oder eine Gruppe von Frequenzumrichtern
5. Die Kosten für sämtliche Korrektur Ausrüstung, um die Oberschwingungsanteile auf diesen Werten zu begrenzen ist Sache des Herstellers sein.

Obwohl diese Beschreibung wird deutlich alle Netzoberwellen-System deutlich unter allen wünschenswerten Niveaus minimieren, es ist deutlich über den Empfehlungen her durch den Standard setzen. Wie sich heraus, die Angabe Ingenieur mögliche Probleme zu decken, bevor sie auftreten, aber die Kosten der Arbeit deutlich zu erhöhen. Ein praktischer Ansatz empfohlen. Davon abgesehen, die Kosten für die Korrektur-Ausrüstung nach der Tat ist in der Regel höher, so die erforderlichen Einschränkungen zu berücksichtigen und einige Zugeständnisse sollte sowohl IEEE erfüllen die Anforderungen vorgenommen werden, während die praktische Durchführung eines Lösung.

Spannungs-oder Stromoberschwingungen?

Eine weitere Aussage zu IEEE bezogenen 519 dass häufig zu erheblichen Kontroversen ist die folgende:

Die ausgewählte Firma ist die Entwicklung und Implementierung Heilmittel, die gesamte harmonische Verzerrung auf der Sekundärseite des Haupttransformators Service auf weniger als reduzieren würde 5%.

Die Frage ist in diesem Fall - Spannungs-oder Stromoberschwingungen? Das Hauptanliegen der Norm ist Spannungsverzerrung. In einigen Fällen, in denen das ISC / IL niedrig (d. h.. die Belastung ist ein hoher Prozentsatz der Systemkapazität), die Stromverzerrung Grenze ist 5% (sondern lediglich auf die Spannungsverzerrung zu minimieren). Der IEEE 519 Norm stellt klar, dass Oberschwingungsströme reduziert werden sollte, um Spannungsverzerrung zu minimieren. Oberschwingungsströme sollten ebenfalls verringert werden, um das Laden auf dem System zu minimieren aber auch der maximal zulässige (20%) Verzerrung wird nur der Gesamtwurzelwert-Erhöhung (rms) Strom um ca. 2%.

Verknüpfungspunkt (PCC)

Durch die Standard-, Die PCC ist, wo andere Versorgungskunden bedient werden und ist nicht unbedingt der Sekundärseite des Transformators Hauptleistung und ist sicherlich keine nachgeschalteten Schalttafel, MCC, Einzug oder Last. Beachten Sie, dass manchmal in Versorgungsverträgen, PCC kann explizit in anderer Weise als in IEEE definierten Stellen definiert werden, 519, wie beispielsweise ein Messpunkt.

Auch, vorsichtig sein, Gerätehersteller, Auftragnehmer oder Ingenieure darauf, dass eine einzige Last muss mit dem IEEE-519 Spannungs-und Strom Empfehlungen nachzukommen. Das war nie die Absicht der Standard.

HARMONIC SOLUTIONS

Die folgenden sind harmonische Lösungen, die im Handel erhältlichen Produkte oder Kombinationen von Produkten zur Reduzierung der Oberschwingungsströme und die Minimierung von Oberwellenspannung Verzerrung auf einem Energiesystem sind. Die harmonische Lösungen werden in drei Hauptkategorien eingeteilt: Antriebs-und Gleichrichter-Lösungen (typisch für Industrieanlagen), Lösungen für gewerbliche Einrichtungen und harmonische Lösungen für Leistungsfaktor-Korrektur.

Antriebe und Gleichrichter-Lösungen

Die folgenden Lösungen werden zur Antriebs-oder Drei-Phasen-Gleichrichter (Großanlagen, beispielsweise) Anwendungen, bei denen eine erhebliche Menge an harmonischen Strom erzeugt wird,.

Leitungsreaktoren

Eine Netzdrossel (Drossel) ist ein 3-Phasen-Serie Induktivität auf der Netzseite von einem Laufwerk. Wenn ein Netzdrossel wird auf allen AFDs angewendet, es ist möglich, IEEE Leitlinien in denen bis zu treffen 15% zu 40% von Systemlasten AFDs, in Abhängigkeit von der Steifigkeit der Leitung und dem Wert der Reaktanz. Netzdrosseln sind in verschiedenen Werten Prozent Impedanz verfügbar, meisten in der Regel 1-1.5%, 3%, und 5%.

IEEE 519A zeigt ein Beispiel für den Vorteil der Verwendung von Netzdrosseln in Abbildung 2. Tabelle 1 ist eine Zusammenfassung der typischen Stromverzerrung für ein Laufwerk mit einer Netzdrossel in verschiedenen Größen.

Tabelle 1 - Netzdrossel vs. Erwartete Harmonics

Vorteile

• Geringe Kosten
• Kann moderate Reduktion der Spannungs-und Stromoberschwingungen liefern
• In verschiedenen Werte der Impedanz Prozent
• Bietet erhöhte Eingangsschutz für AFD und seine Halbleitern von der Linie Transienten

Nachteile

• Kann separate Montage oder größer AFD Gehäuse erfordern
• Kann nicht harmonisch Ebenen unter IEEE519 reduzieren 1992 Richtlinien

K-Factor-und Antriebstrenntransformatoren

Underwriters Laboratories (UL) und Trafoherstellern wurde ein Ratingverfahren, der K-Faktor, für Trockentransformatoren auf ihre Eignung für die Aufgabe in einem harmonischen Umfeld zu bewerten. Der K-Faktor betrifft den Transformator Fähigkeit, verschiedene Grade der nichtlinearen Last ohne Überschreitung der Nenntemperaturanstiegsgrenzen des Transformators liefern. Der K-Faktor wird bei vorhergesagten Verluste, die in dem vereinfachten Verfahren der IEEE Std C57.110 1986 angegeben, IEEE Recommended Practice für die Gründung von Transformer Capability Bei Einspeisung nicht sinusförmigen Lastströmen (ANSI). Der begrenzende Faktor, um eine Überhitzung verbunden ist wieder angenommen, um Wirbelstromverluste in den Wicklungen.

K-Faktor bewertet Transformatoren bieten keine Mittel, um die Größen der Oberwellenstrom verringern (außer, dass sie bieten Leitungsreaktanz - siehe Leitungsreaktoren). Aber die K-Faktor-Methode ermöglicht es der Ingenieur, eine trockene Art Transformator, der die harmonische Pflicht ohne Beschädigung oder Verlust der Leistung standhalten können wählen,. Standard-K-Faktor-Ratings 4, 9, 13, 20, 30, 40, und 50.

Antrieb Trenntransformatoren sind ähnlich zu K-Faktor in Transformatoren, die sie anbieten Leitungsimpedanz ähnlich einer Netzdrossel und reduzieren die Menge der harmonischen Strom, "erlaubt" ist, um die Last fließen, aber ansonsten nicht die Obertöne aus dem Laufwerk zu reduzieren. Allgemein, sie sind eine 1:1 Verhältnistransformator und werden verwendet, um andere Lasten aus den hohen Frequenzen, die durch die Antriebs-und in Kombinationen verwendet, um einen 12-Puls-Verteilungssystem zu schaffen schützen.

Vorteile

• Kann moderate Reduktion der Spannungs-und Stromoberschwingungen, indem Quelle Reaktanz bieten
• Kann verschiedene Werte der Impedanz Prozent je nach Bedarf kaufen
• Bietet erhöhte Eingangsschutz für AFD und seine Halbleitern von der Linie Transienten
• Kann in Kombination mit Netzdrosseln und Transformatoren für harmonische Storno verwendet werden.

Nachteile

• K-Faktor Transformatoren selbst sind eine Methode für "Leben mit" Harmonischen wird aber nicht deutlich die Oberwellen über die weniger teure Reaktorlösung reduzieren.
• Muss bemessen werden, (voll Nenn) auf jedes Laufwerk oder eine Gruppe von Laufwerken entsprechen.
• Kann der Regel nicht profitieren Sie von der Vielfalt der Lasten.
• Kann nicht harmonisch Ebenen unterhalb reduzieren
IEEE519 1992 Richtlinien

DC Choke

Dies ist einfach eine Serieninduktivität (Reaktor) auf der DC-Seite des Halbleiterbrückenschaltung an dem vorderen Ende des AFD. Vielfach, die DC-Drossel ist vergleichbar mit einer äquivalenten AC-Seite Netzdrossel, obwohl die% Total Harmonic Distortion (THD) etwas weniger. Die Gleichstromdrossel bietet eine größere Reduktion vor allem der 5. und 7. Oberwellen. Am Oberschwingungen höherer Ordnung überlegen die Netzdrossel ist, also in Bezug auf die Einhaltung der IEEE-Richtlinien, Die Gleichstromdrossel und der Netzdrossel sind ähnlich. Wenn ein DC drosselt (oder Leitungsreaktor) wird auf alle AFDs angewendet, es ist möglich, IEEE Leitlinien in denen bis zu treffen 15% zu 40% von Systemlasten AFDs, abhängig von der Steifheit der Linie, die Anzahl der linearen Lasten und den Wert der Drosselinduktivität.

Vorteile

• Integriert in das AFD verpackt
• Kann moderate Reduktion der Spannungs-und Stromoberschwingungen liefern
• Weniger Spannungsabfall als bei einer äquivalenten Netzdrossel

Nachteile

• Weniger Schutz als andere Methoden für die AFD-Eingangshalbleiter
• Der Oberschwingungspegel darf nicht unter IEEE Std gesenkt werden 519-1992 Richtlinien
• Die Gleichstromdrosselimpedanz ist normalerweise konstruktionsbedingt festgelegt (nicht vor Ort auswählbar)
• Für viele AFDs nicht als Option verfügbar.

12-Impulswandler

Ein 12 Der Impulswandler enthält zwei separate AFD-Eingangshalbleiterbrücken, die aus gespeist werden 30 phasenverschobene Stromquellen mit identischer Impedanz. Die Quellen können zwei Trenntransformatoren sein, wo man ein Dreieck / Y-Design (der die Phasenverschiebung liefert) und die zweite eine Delta / Delta-Design (Was nicht Phasenverschiebung). Es kann auch ein "Dreiwicklungs" Transformator mit einer Primär-und Delta-Delta-und Sekundärwicklungen wye. Eine Netzdrossel der Gleich Impedanz zur Delta / Y-Transformator kann auch anstelle der Delta / Delta Transformator verwendet werden.

Der 12-Puls-Anordnung ermöglicht bestimmte Obertöne (in erster Linie 5. und 7.) von dem ersten Wandler, um die Oberwellen der zweiten abbrechen. Bis zu ca. 85% Reduktion der harmonischen Strom-und Spannungsverzerrungen erreicht werden kann (über Standard-6-Puls-Konverter). Dies erlaubt eine Möglichkeit, einen größeren Prozentsatz der AFD Lasten unter IEEE Std verwenden 519-1992 Richtlinien als zulässige Verwendung von Netzdrosseln oder DC-Drosseln.

Vorteile

• Angemessene Kosten, obwohl deutlich mehr als Reaktoren oder Drosseln
• Deutliche Reduzierung (bis ca.. 85%) Spannungs-und Stromoberschwingungen
• Bietet erhöhte Eingangsschutz für AFD und seine Halbleitern von der Linie Transienten

Nachteile

• Impedanzanpassung von phasenverschobenen Quellen ist entscheidend, um die Leistung
• Transformatoren erfordern oft separate Montage oder größer AFD-Gehäuse
• Darf nicht Verteilung Oberschwingungsanteile auf unter IEEE Std reduzieren 519-1992 Richtlinien

Harmonic Mildernde Transformers oder Multi-Impulsverteilung

Dies ist vergleichbar mit einem 12-Puls-Wandler, auf einer Makroskala. Wenn zwei gleich AFDs HP und Lastphasenverschoben sind, indem ein AFD aus einem Delta / Stern-Transformator, und Fütterung der zweite durch eine Delta / Delta-Transformator oder einer Netzdrossel von Ersatzimpedanz, Leistung ähnlich 12-Puls erreicht werden. Die Stornierung verschlechtert sich, wenn die Belastungen von AFD zu AFD variieren, obwohl mit der Belastung eines einzelnen AFD abnimmt, Der prozentuale Anteil des individuellen Verzerrungsbeitrags nimmt ab, Dies führt zu einem geringeren Stornierungsbedarf. Es ist möglich, dass eine Anlage mit einer großen Anzahl von AFDs zwei Hälften der Verteilung von phasenverschobenen Transformatoren speist, Dies führt zu einer starken Reduzierung der Oberwellen bei minimalen Kosten, und Ermöglichen eines höheren Prozentsatzes von AFD-Lasten unter IEEE Std 519-1992 Richtlinien.

Mehrere Transformatoren können verwendet werden, um unterschiedliche Phasenverschiebungen zwischen Quellen harmonischer Ströme zu entwickeln. Zum Beispiel, zwei Transformatoren mit a 60 Hz Phasenverschiebung von 30 Grad zwischen ihnen führen zur Stornierung des 5 .. , 7th , 17th , und 19 .., etc. Oberschwingungen und wird ähneln 12 Impulsantriebssystem.

Vier Transformatoren verschoben um 15 Grad zueinander führen zu einer 24-Puls-Verteilung und minimieren die resultierenden Harmonischen vor dem gemeinsamen Bus erheblich.

Vorteile

• Die Kosten können je nach Implementierung niedrig oder hoch sein
• Bietet erhebliche Reduzierung (50-80%) Spannungs-und Stromoberschwingungen
• Bietet erhöhte Eingangsschutz für AFD und seine Halbleitern von der Linie Transienten

Nachteile

• Die Kosten können je nach Implementierung niedrig oder hoch sein
• Impedanzanpassung von phasenverschobenen Quellen ist entscheidend, um die Leistung
• Die maximale Stornierung erfolgt nur, wenn die Laufwerksbelastung ausgeglichen ist
• Transformatoren müssen separat montiert werden
• Der Oberschwingungspegel darf nicht unter IEEE Std gesenkt werden 519-1992 Richtlinien

Saugkreise

Abgestimmte Oberschwingungsfilter bestehen aus der Kombination eines Reaktors und von Kondensatorelementen. Die Leistungsfaktorkorrektur kann in ein Filterdesign integriert werden. Bei der Anwendung eines Filters auf Systemebene ist jedoch Vorsicht geboten 60 Die kapazitive Hz-Kompensation erhöht die Systemspannung unter leicht belasteten Bedingungen nicht wesentlich. Oft, eine geschaltete Oberwellenfilter (in Stufen von 50 links, beispielsweise) kann verwendet werden, um die Menge der zu regulieren 60 Hz und Filterung durch dynamisch wechselnden Belastungen erforderlich.

Diese Filter werden in einem Queranordnung auf der Netzseite des AFD oder auf einem gemeinsamen Bus für mehrere Antriebslasten installiert. Der abgestimmte Filter ist ein Kurzschluss oder sehr niedrige Impedanz bei der "abgestimmt" Frequenz. Für Antriebslasten, abgestimmte Filter sind etwas unterhalb der 5. Harmonischen abgestimmt, welche die größte Komponente der harmonischen Verzerrung. Der Filter wird auch einige siebten harmonischen Strom aufnehmen. Eine siebte Oberwellenfilter oder zusätzliche Filter zu höheren Harmonischen abgestimmt kann auch verwendet werden,. Mehr Sorgfalt bei der Anwendung abgestimmt Oberwellenfilter als mit anderen Methoden erforderlich. Der Filter kann überlastet werden, wenn nicht alle Oberschwingungsquellen eines Systems berücksichtigt werden. Wenn zusätzliche AFD- oder nichtlineare Lasten ohne Filterung hinzugefügt werden, Die zuvor installierten Filter können überlastet werden (Sie sind in der Regel zum Schutz verschmolzen). Für industrielle Anwendungen, Ein optionaler Leitungsreaktor, der in Verbindung mit dem Filter verwendet wird, minimiert die Möglichkeit dieses Auftretens und verbessert die Filterleistung (Die Gesamtreaktanz wird häufig zwischen dem AFD / internen Reaktor und dem optionalen Reaktor aufgeteilt).

Viele Male, wenn bei einem Stromversorgungssystem mit Oberschwingungsquellen eine Leistungsfaktorkorrektur erforderlich ist, Anstelle von Kondensatoren wird ein abgestimmtes Oberschwingungsfilter angewendet, um den Blindleistungsbedarf zu decken und gleichzeitig eine vorhersagbare Resonanzfrequenz bereitzustellen.

Vorteile

• Lassen Sie einen höheren Prozentsatz von AFD Systemlasten als Netzdrosseln und Drosseln
• Bietet Leistungsfaktorkorrektur
• Ein einziges Filter kann für mehrere Laufwerke zu kompensieren

Nachteile

• Höhere Kosten
• Getrennte Montage-und Schutzvorrichtung (Leistungsschalter / Sicherung) erforderlich
• Der Oberschwingungspegel darf nicht unter IEEE Std gesenkt werden 519-1992 Richtlinien
• Vorsicht ist bei der Anwendung erforderlich, um sicherzustellen, dass der Filter nicht überlastet werden
• Vorsicht ist bei der Anwendung erforderlich, um sicherzustellen, dass eine Überkompensation wird die Spannung nicht anheben
bedeutend
• Könnte in führenden Leistungsfaktoren während bei gering belasteten Bedingungen führen

Breitbandsperrfilter

Diese Filter sind ähnlich abgestimmte Filter haben aber einige wichtige Design-Unterschiede. Als abgestimmter Filter sind parallel zu den Oberschwingungsbelastung verbunden, Breitbandfilter sind in Reihe mit dem AFD geschaltet und führen den vollen AFD-Strom. Dieser Unterschied bietet zusätzlichen Schutz für den Eingangsleistungsteil des AFD. Breitbandfilter erfordern keine Abstimmung, Verbessern Sie den Leistungsfaktor für das System und minimieren Sie alle harmonischen Frequenzen, einschließlich der 3. Harmonischen. Zusätzlich, Sie vermeiden Systemresonanzen und werden nicht durch Oberschwingungen anderer Lasten überlastet.

Vorteile

• Ermöglicht einen höheren Prozentsatz der AFD-Systemlasten als Leitungsreaktoren und Drosseln
• Bietet erhöhte Eingangsschutz für AFD und seine Halbleitern von der Linie Transienten
• Bietet zusätzlichen Schutz für das AFD-Eingangsleistungsteil
• Bietet eine Korrektur des Systemleistungsfaktors
• Typische Sperrfilter simulieren 12/18 Pulsantriebsoberwellen

Nachteile

• Hohe Kosten
• Separate Montage erforderlich
• Erfordert einen Filter pro Laufwerk
• Der Oberschwingungspegel darf nicht unter IEEE Std gesenkt werden 519-1992 Richtlinien
• Kann bei geringer Belastung zu führenden Leistungsfaktoren führen

18 Impulswandler - Differential Delta

Diese Methode ähnelt 12-Puls-Wandlern, obwohl anstelle von zwei phasenverschobenen Stromquellen und Halbleiterbrücken, drei werden verwendet. Ein Hersteller verwendet einen speziell gewickelten Spartransformator (Differential Delta) und 18 Eingangshalbleiter. Wenn diese Anordnung verwendet wird, über 90% von Oberschwingungsströmen werden aufgehoben (Typische gesamte harmonische Stromverzerrung von 2-3%).

Vorteile

• Garantiert praktisch die Einhaltung von IEEE Std 519-1992 - Hervorragend für Laufwerke >100 HP
• Bietet erhöhte Eingangsschutz für AFD und seine Halbleitern von der Linie Transienten
• Bis zu 4 mal die harmonische Reduktion von 12 Pulsmethoden
• Kleinerer Transformator als der im 12-Puls-Wandler verwendete Trenntransformator

Nachteile

• Höhere Kosten (aber viel bessere Leistung)
• Größere und schwerere Magnete als einige andere Methoden

Aktive Filter

Dieses Verfahren arbeitet mit einer ausgeklügelten Elektronik und Leistungsteil IGBTs gleich und entgegengesetzt auf die Stromoberschwingungen System zu injizieren, um abzubrechen, die von anderen Belastungen erzeugt. Diese Filter überwachen die nichtlineare Ströme von nicht-linearen Lasten gefordert (wie AFDs) und elektronisch erzeugen Ströme, die passen und stornieren die Lastoberschwingungsströme. Aktive Filter sind von Natur aus nicht in Resonanz und sind leicht parallel zu Systembelastungen verbunden. Aktive Oberwellenfilter verwendet werden, um für die Oberwellen kompensieren, Oberwellen und Leistungsfaktor oder einfach für Leistungsfaktor. Sie können auch mit den bestehenden Leistungs-Kondensatoren, ohne sich um harmonische Resonanz verwendet werden.

Parallel (die häufigere Art) aktive harmonische Filter kompensieren harmonische Lastströme.
Parallel (Shunt) Aktive Filter kompensieren Spannungsverzerrungen, die durch die Last verursacht werden, indem sie harmonische Lastströme aufheben. Aktive Oberschwingungsfilter der Serie kompensieren Oberwellen der Quelle (Spannung) Kompensieren Sie jedoch keine harmonischen Lastströme. Serienfilter werden im Allgemeinen verwendet, um die Last vor schädlichen Oberschwingungen der Quelle zu schützen, während die Nebenschlussfilter das System vor den Oberschwingungen der Last schützen sollen. Der aktive Shunt-Filter kompensiert Oberschwingungen und Leistungsfaktor bis zu seiner maximalen Leistungsfähigkeit und kann nicht überlastet werden.

 

Vorteile

• Garantiert die Einhaltung von IEEE Std 519-1992 wenn richtig dimensioniert
• Die Shunt-Einheit kann nicht überlastet werden, auch wenn zukünftige harmonische Lasten hinzugefügt werden
• Harmonische Aufhebung von der 2. bis zur 50. Harmonischen
• Die mit dem Shunt verbundene Einheit ermöglicht eine einfache Installation ohne größere Systemüberarbeitungen
• Bietet reaktiv (wo) Ströme verbessern den Systemleistungsfaktor
• Kann in ein Kundencenter integriert werden, um mehrere AFDs zu kompensieren

Nachteile

• In der Regel teurer als andere Methoden aufgrund der Hochleistungssteuerung und der Leistungsteile
• Die Serieneinheit muss für die Gesamtlast dimensioniert sein

Lösungen für gewerbliche Einrichtungen

Auf einer 3-Phasen, 4-Drahtstromversorgungssystem, das einphasige Schaltnetzteile mit Strom versorgt (Computer-Netzteile, beispielsweise) oder fluoreszierende Beleuchtung, signifikante Harmonische (alle ungeraden Harmonischen, allgemein) Fluss auf den Phasenleitern infolge des nichtlinearen Stroms, der von den Lasten aufgenommen wird. Auf dem Neutralleiter, die Ströme der 3. Harmonischen (und alle ungeraden Vielfachen der 3. Harmonischen, 9th, 15th, etc. - auch Triplens genannt) aus jeder Phase werden addiert und können die Neutralleiter überlasten, Anschlüsse in Schalttafeln und Transformatoren, wenn die Situation nicht angesprochen wird. Der neutrale Strom kann sich nähern 175% des Phasenleiterstroms.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Harmonischen zu beseitigen oder mit den resultierenden Harmonischen zu „leben“. Jede Lösung hat wirtschaftliche und technische Vor- und Nachteile.

Das Folgende sind typische und im Handel erhältliche Lösungen für Probleme im Zusammenhang mit der 3. Harmonischen in Stromversorgungssystemen.

Neutraler Sperrfilter

Ein Neutralblockierfilter ist eine Kondensator-Reaktor-Kombination, die in Reihe mit dem Neutralleiter geschaltet ist. Diese Komponenten sind bei der 3. Harmonischen "parallel resonant" 60 Hz (normale Last) Strom fließt, hat aber eine extrem hohe Impedanz für den Strom der 3. Harmonischen und erlaubt der Last nicht, Strom mit dieser Frequenz zu „quellen“.

Das Anwenden dieses Filtertyps auf einen Verteilungstransformator blockiert alle nachgeschalteten Lasten von
3. Harmonische erzeugen. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass der Laststrom reduziert wird (rms) von allen Lasten und kann die Verluste im Transformator und in den Leitern zwischen dem Transformator und den Lasten erheblich reduzieren.

 

Vorteile

• Reduziert neutrale Ströme um mehr als 80% (durch Verhinderung des Stromflusses der 3. Harmonischen)
• Verringert den Effektivphasenstrom um 10-30%
• Gibt nicht nutzbare Kapazität um so viel wie möglich frei 30%
• Entfernt den Strom der 3. Harmonischen von allen Neutralleitern des Systems, vom Transformator raus nach
die am weitesten entfernte Steckdose • Bestes Potenzial für Energieeinsparungen

Nachteile

• Hohe Kosten
• Dimensioniert für die maximal erwartete erwartete Last des Transformatorneutrals
• Kann die Spannungsverzerrung an den Lastklemmen erhöhen.

Zick-Zack-Transformatoren (Null-Sequenz-Fallen)

Die dritten Harmonischen, die durch einphasige nichtlineare Lasten erzeugt werden, fließen durch den gemeinsamen Neutralleiter zurück. Wenn der Transformator nicht für die „Behandlung“ der übermäßigen Oberschwingungsströme ausgelegt ist oder wenn der vorgeschaltete Neutralstromkreis nicht überdimensioniert ist, Die Oberwellen müssen vor dem Transformator angesprochen werden. Ein Zick-Zack-Transformator, der entweder extern angewendet wird (auch als "Nullsequenzfalle" bezeichnet) an einen vorhandenen Dreieck-Stern-Transformator oder in den Transformator selbst eingebaut (Die Wicklungskonfiguration wäre dann Delta-Zick-Zack, typisch), bietet eine sehr niedrige Impedanz für die 3. Harmonische (und ungerade Vielfache des 3 ..) Ströme.

Die Anwendung eines Zick-Zack-Transformators oder eines Delta / Zick-Zack-Verteilungstransformators einfach
Bietet einen alternativen Pfad für den Fluss der Ströme der 3. Harmonischen und lässt den Strom nicht durch den Hauptabwärtstransformator zurückfließen. Dies verringert die gesamte Spannungsverzerrung vor dem Transformator und / oder für andere parallele Lasten, in manchen Fällen, stromabwärts. Manchmal wird eine optionale Netzdrossel angewendet, um die Stromverteilung zwischen dem ursprünglichen Transformator und dem neuen Zick-Zack-Transformator zu verringern und den größten Teil des Stroms der 3. Harmonischen durch den Zick-Zack zu zwingen.

Vorteile

• Kann an vorhandenen Systemen nachgerüstet werden oder kann bei Neubauten angegeben werden, wenn
Es werden signifikante einphasige Oberschwingungsströme erwartet.
• Je nach Anwendung können die Systemkosten erheblich steigen oder nicht
und Design.

Nachteile

• Je nach Anwendung können die Systemkosten erheblich steigen oder nicht
und Design.
• Ermöglicht den Fluss von Harmonischen, bietet jedoch einfach einen niederohmigen Pfad zurück zur Quelle.
• Kann den verfügbaren Fehlerstrom erhöhen, indem die Nullimpedanz verringert wird.
• Kann die Oberwellen erhöhen, indem die Quellenimpedanz vom Laststandpunkt aus verringert wird.

Übergroßer Neutralleiter, Transformatoren und / oder Transformatoren mit K-Rating

Das Verständnis, dass sich die Größe des Stroms im Neutralstromkreis annähern kann 175% des Stroms in den Phasen, in denen signifikante Harmonische 3. Ordnung vorhanden sind, Es wurden verschiedene Methoden entwickelt, um mit dem erhöhten Strom zu „leben“, ohne einen erheblichen Geldbetrag auszugeben. Diese Verfahren umfassen entweder das Erhöhen der Oberschwingungskapazität der Komponenten des Stromversorgungssystems oder das Verringern der Komponenten, um die Oberschwingungsströme aufzunehmen.

Eine Methode zur Herabstufung der Komponenten des Stromversorgungssystems besteht darin, die Größe des Neutralleiters zu verdoppeln
Dirigent. Dies beinhaltet das Erhöhen der Neutralleitergröße auf das Doppelte der Größe der Phase
Leiter in allen Stromkreisen, in denen ein „gemeinsamer Neutralleiter“ verwendet wird. Dies schließt Schalttafeln und gemeinsame neutrale Schaltkreise ein, wie sie in Schaltkreisen in Bürogebäuden zu finden sind, beispielsweise. Heute, Bei vielen Installationen enthält jeder Stromkreis einen Phasenleiter und einen eigenen Neutralleiter.

Deshalb, Der einzige wirklich „geteilte“ Neutralleiter befindet sich in der Schalttafel und am Transformator. Jedoch, für bestehende Einrichtungen, Dies ist definitiv nicht der Fall. Transformatoren mit K-Nennwert sind so ausgelegt, dass sie mit übermäßigen Oberschwingungsströmen „leben“ und dabei die typischen Impedanzwerte beibehalten, wie weiter oben in diesem Dokument beschrieben (d. h., Dies sind nicht einfach übergroße Transformatoren). Typisch, Die Wicklungen und der Neutralleiter haben im Vergleich zu einem Standardtransformator eine deutlich höhere Nennleistung und der Standardanschluss ist Dreieck / Stern. Die Delta-Wicklung soll die dreifachen Harmonischen "einfangen" (3und Vielfache des 3 ..) Beide Wicklungssätze müssen jedoch für die Oberschwingungsströme ausgelegt sein.

Für Systeme, die hauptsächlich Lastversorgungslasten im Schaltmodus versorgen, Möglicherweise ist ein K13 oder K20 erforderlich, um die gesamte Nennkapazität zu nutzen (kVA).

Schließlich, Wenn ein Transformator hauptsächlich nichtlineare Lasten liefert und der Transformator kein K-Nenn-Transformator oder andere Transformatoren ist, die für die Behandlung von Oberschwingungen ausgelegt sind, Der Transformator sollte gemäß der Empfehlung des IEEE Emerald Book in Abbildung herabgesetzt werden 14.

Vorteile

• Allgemein, Dies sind die kostengünstigsten Methoden zum Umgang mit Oberschwingungsströmen
das Stromversorgungssystem unter der Annahme, dass das System und andere Lasten mit dem Übermaß umgehen können
Strom- und / oder Spannungsverzerrung. Da die meisten Transformatoren normalerweise nicht auf ihre geladen werden
kVA Bewertung (Die typische Transformatorbelastung liegt im Bereich von 30-40%), Herabstufung ist oft die
vernünftigste und kostengünstigste Lösung.

Nachteile

• Alle diese Lösungen „leben“ einfach mit den übermäßigen Oberschwingungsströmen an der Stromversorgung
System. Sie reduzieren die Strom- oder Spannungsverzerrung nicht von Natur aus.

Harmonische Lösungen zur Korrektur des Leistungsfaktors

Oftmals, Oberwellenlösungskorrekturkondensatoren werden durch harmonische Lösungen ersetzt. Kondensatoren werden im Allgemeinen aus einem von drei Gründen an ein Stromversorgungssystem angelegt:
• Leistungsfaktor verbessern
• Erhöhen Sie die Systemkapazität, insbesondere bei Transformatoren oder Kabeln (durch Reduzieren der gesamten kVA)
• Verbessern Sie den kW-Wirkungsgrad - d.h.. Reduzieren Sie den Gesamtlaststrom, was zu einer Reduzierung der I2R-Verluste führt.

Wenn in einem Stromnetz mit Kondensatoren Oberwellen vorhanden sind, Oberschwingungsresonanz kann die Kondensatoren oder andere Komponenten im Stromnetz beschädigen. Außerdem, Oberwellen erscheinen typischerweise als Blindleistungskomponenten - d.h.. mehr Harmonische = geringerer Leistungsfaktor

Manchmal, wenn Sie versuchen, den Leistungsfaktor zu verbessern, Das Ergebnis kann eine harmonische Resonanz sein (ein negatives Ergebnis). Manchmal, wenn Sie versuchen, die im Stromnetz fließenden Oberwellen zu reduzieren, Sie können den Leistungsfaktor tatsächlich verbessern (ein positives Ergebnis). Es muss darauf geachtet werden, die komplexe Beziehung zwischen Kondensatoren und Harmonischen zu verstehen [4].

Vermeiden von harmonischer Resonanz

Um harmonische Resonanzen zu vermeiden, korrigieren Sie dennoch den Leistungsfaktor, Es stehen zwei Optionen zur Verfügung:

1. Wenden Sie eine andere Methode der kvar-Kompensation an, um den Leistungsfaktor zu korrigieren. Andere harmonische Lösungen, die das Fundamentale kompensieren (50 oder 60 Hz) Blindstrom enthalten; Oberwellenfilter, aktive Filter und Serien-Breitbandantriebsfilter. Außerdem, Die meisten heutigen Antriebe, die eine Diodengleichrichterschaltung am Frontend verwenden, haben einen relativ hohen Leistungsfaktor, sodass Antriebslösungen mit anderen Lösungen zur Minderung von Oberschwingungen betrieben werden (Reaktoren, 18 Puls, Phasenverschiebung, etc) neigen dazu, den Leistungsfaktor zu verbessern. Außerdem, Synchronkondensatoren können eine Leistungsfaktorkorrektur bereitstellen und harmonische Resonanzen vermeiden.
2. Ändern Sie die Größe der Kondensatorbank, um die erforderliche kvar zu überkompensieren oder zu unterkompensieren und mit den Auswirkungen zu leben. Es muss darauf geachtet werden, dass diese Methode keine anderen Probleme verursacht (insbesondere Überspannungsprobleme bei Überkompensation).

Die richtige Wahl hängt wirklich von der Situation ab. Wenn eine harmonische Lösung den Leistungsfaktor verringern und die Oberschwingungen des Gesamtsystems verringern könnte, Vielleicht ist dies Ihre beste Wahl. Sonst, Das einfache Ändern der Größe des Kondensators ist normalerweise die kostengünstigste Lösung, solange die Überspannung aufgrund einer Überkompensation oder der Leistungsfaktor Transformator-Strafe aufgrund einer Unterkompensation akzeptabel sind.

Niederspannungs- und Mittelspannungslösungen

Ein wichtiger Faktor für die Anwendung von Kondensatoren oder harmonischen Lösungen zur Korrektur des Leistungsfaktors ist, ob die Lösung bei niedriger Spannung angewendet werden soll (LV) oder Mittelspannung (MV) Niveau. Wenn die Leistungsfaktorstrafe das einzige Problem ist, Eine Mittelspannungslösung ist normalerweise die wirtschaftlichste Wahl für größere Banken (typisch > 1500 kVA). Außerdem, Eine harmonische Resonanz ist auf MV-Ebene oft leichter zu vermeiden, sodass gerade Kondensatoren verwendet werden können. Jedoch, für mehrstufige Banken, MV-Umschaltung verursacht erhebliche Kosten und daher, Die Banken bei MV haben typischerweise größere geschaltete oder feste Stufen.

Wenn die Verbesserung der Systemkapazität oder die Verbesserung der kW-Effizienz wichtige Bedenken sind, Dann ist die Anwendung von LV-Lösungen immer die wirtschaftlichste Wahl. Außerdem, für kleinere kvar anforderungen, LV-Banken sind fast immer die wirtschaftlichste Lösung.

WIE KANN DIE REDUZIERUNG DER HARMONIK GELD SPAREN??

Das Beheben eines harmonischen Problems kann auf offensichtliche Weise Geld sparen, wenn das Problem zu physischen Schäden an Geräten oder zu Fehlfunktionen von Geräten führte. Die Linderung dieser Probleme macht sich sofort bezahlt, wenn der Schaden oder die mit der Fehlbedienung verbundenen Kosten höher sind als die Kosten der Lösung. Andere subtile, aber manchmal signifikante Probleme entstehen durch harmonische Ströme, die durch das Stromnetz fließen und die Spannung verzerren. Diese Probleme beziehen sich hauptsächlich auf die Kosten, die mit der verringerten Effizienz von Stromversorgungssystemen verbunden sind, die mit anderen Frequenzen als den betrieben werden 50 oder 60 Hz, für die sie entwickelt wurden.

Im Folgenden finden Sie einige Möglichkeiten, wie Harmonische Sie Geld kosten können, ohne dass Sie es merken.

1. Transformer, Motoren, Generatoren, Kabel und USV-Systeme sind häufig überarbeitet, wenn Oberschwingungen vorhanden sind, und die damit verbundenen Kosten sind oder können erheblich sein.

Betrachten Sie das folgende Beispiel.

Wenn ein Notstromaggregat für die Last kW oder kVA ausgelegt ist und harmonische Lasten mit Strom versorgt, Die resultierende Spannungsverzerrung ist wesentlich höher als wenn die gleichen Lasten von der Versorgungsquelle geliefert werden (transformieren). Abbildung 15 zeigt den Unterschied zwischen Spannungsverzerrung, wenn die Quelle das Dienstprogramm ist, und dem Backup-Generator. Es ist zu beachten, dass der Generator typischerweise mindestens die dreifache Impedanz des Transformators aufweist, was zu einer wesentlich stärkeren Verzerrung führt. Aus diesem Grund, Generatoren sind häufig überdimensioniert, um die Stromverzerrung zu „bewältigen“ und die Erzeugungskosten pro kW Last zu erhöhen.

2. kW-Verluste in Kabeln, transformieren, Generatoren und Motoren sind von Bedeutung, wenn man den quadratischen Mittelwert berücksichtigt (rms) Strom kann typisch sein 10-40% höher bei Vorhandensein von Harmonischen als bei der 50 oder 60 Hz Strom macht die "Arbeit". Reduzierung des Oberschwingungsstroms bei nachgeschalteten Lasten (Verwendung eines Sperrfilters in einem Stromkreis mit erheblichen Belastungen der 3. Harmonischen, beispielsweise) kann Systemverluste reduzieren durch 3-8%. Die mit dieser Reduzierung der Verluste verbundenen Einsparungen können sich in der Regel in einem angemessenen Zeitraum für die Lösung auszahlen.

3. Wenn die Systemspannung infolge erheblicher harmonischer Belastungen verzerrt wird, und eine nennenswerte Menge an "Gegensystem" -Spannung ist vorhanden (5th Harmonische, beispielsweise), Motoren ziehen einen Strom der 5. Harmonischen. Dieser Strom erzeugt ein umgekehrtes und pulsierendes Drehmoment entgegen der Vorzugsrichtung des Motors, das der Motor überwinden muss, um seine erforderliche Arbeit zu verrichten.

Der ständige Kampf gegen dieses Rückwärtsdrehmoment macht den Motor heiß und sehr ineffizient. Dies führt zu vorzeitigen Motorausfällen und erheblichen Verlusten. In diesem Fall, Die Spannungsverzerrung sollte korrigiert werden, es ist jedoch möglicherweise nicht sofort ersichtlich, dass überhaupt ein Problem vorliegt.

4. Ein niedriger Leistungsfaktor infolge von Oberschwingungsströmen kann zu einer Leistungsfaktorstrafe des Versorgungsunternehmens beitragen. Abhängig von der Berechnungsmethode, die das Dienstprogramm verwendet, der Gesamtleistungsfaktor (einschließlich Oberschwingungen) oder Verschiebungsleistungsfaktor (nur Grundspannung und Grundstrom) kann zu einem signifikanten Unterschied im Leistungsfaktor auf Ihrer Rechnung führen. Wie bereits erwähnt, Eine signifikante harmonische Verzerrung führt häufig zu einem niedrigen Gesamtleistungsfaktor, und das Ergebnis kann heute oder in Zukunft eine vom Energieversorger auferlegte Leistungsfaktorstrafe sein.
VTHD = 2.3% VTHD = 5.8%
Utility Source Generator Source

EINLAST-VERSUS-SYSTEMS-ANSATZ FÜR HARMONISCHE LÖSUNGEN

Die Entscheidung, eine harmonische Lösung auf eine andere anzuwenden, ist in der Regel wirtschaftlich, hängt jedoch auch stark von der Wirksamkeit der Lösung ab. Tabelle 2 zeigt die "allgemeine" Wirksamkeit verschiedener harmonischer Lösungen. Für jede Lösung wird die resultierende typische ITHD angezeigt. Zum Beispiel, Ein Netzdrossel ist sicherlich viel billiger als ein aktiver Filter, aber ein typischer Netzdrossel reduziert die Stromoberwellen nur auf ungefähr 35% Ein aktiver Filter reduziert die Stromverzerrung auf weniger als 5% Sicherstellen, dass harmonische Probleme höchstwahrscheinlich beseitigt werden.

Abbildung 16(ein) und 16(b) Demonstrieren Sie die Kosten verschiedener harmonischer Lösungen für eine einzelne Last im Vergleich zu einem Systemansatz. Abbildung 16(c) zeigt, dass, wenn die Kosten eines Laufwerks zu den Kosten verschiedener Lösungen addiert werden, Die Kosten der Lösungen sind viel vergleichbarer und die Wirksamkeit jeder Lösung wird zum Hauptentscheidungskriterium.

Zusammenfassung

Tabellen 2 und 3 Fassen Sie die in diesem Artikel diskutierten harmonischen Lösungen zusammen. Tabelle 2 definiert die Lösungen in Bezug auf den Gerätetyp und die Tabelle der Oberwellenkorrekturgeräte 3 beschreibt die Lösungen in Bezug auf Lasttypen. Die Tabellen zeigen die wichtigsten Vor- und Nachteile jeder Technologie. Einzelheiten zu anderen Vor- und Nachteilen für jede Lösung sind im Hauptteil dieses Dokuments aufgeführt.

Die Entscheidung für die Anwendung harmonischer Lösungen bei LV oder MV und ob diese Lösung auf eine einzelne Last oder als „System“ -Lösung angewendet werden soll, ist abhängig von der Wirtschaftlichkeit der Situation sowie der Wirksamkeit der Lösung(s). Jede Lösung hat unter verschiedenen Umständen Vorteile. Die Auswahl der richtigen Lösung erfordert Erfahrung mit jeder Art von Technologie, um sicherzustellen, dass es sich um die beste technische und wirtschaftliche Lösung für die Anwendung handelt.

Referenzen

1. D. J. Carnovale, „Anwendung harmonischer Lösungen auf gewerbliche und industrielle Stromversorgungssysteme.“ Globalcon, 2003, Boston, MA.
2. EEE Standard 1100-1999 - IEEE empfohlene Vorgehensweise für die Stromversorgung und Erdung elektronischer Geräte (Smaragd Buch)
3. IEEE Standard 519-1992 - IEEE empfohlene Praktiken und Anforderungen für Harmonische
   Steuerung in Stromversorgungssystemen
4. D. J. Carnovale, „Leistungsfaktorkorrektur und harmonische Resonanz: Eine flüchtige Mischung,”EC&M
   Zeitschrift, Juni, 2003.
5. T. Key und J. Dass, „Kosten und Nutzen der Reduzierung des Oberschwingungsstroms für Schaltnetzteile in einem gewerblichen Bürogebäude,”In IEEE-Transaktionen für Industrieanwendungen, Flug. 32, Nicht 5, September Oktober 1996.
6. J. K. Piel und D.. J. Carnovale, "Wirtschaftliche und elektrische Vorteile harmonischer Reduktionsmethoden in gewerblichen Einrichtungen." EPRI PQA 2003, Monterey, CA
7. IEEE P519A - Entwurf 7. Harmonics Working Group - „Empfohlene Vorgehensweisen und Leitfaden für die Anwendung harmonischer Grenzwerte auf Stromversorgungssysteme“,