1. Antecedentes del proyecto

Con el uso cada vez mayor de inversores, sistemas de iluminación LED, variadores de frecuencia (VFD), sistemas UPS y otros equipos electrónicos de potencia dentro de parques industriales e instalaciones comerciales, la contaminación armónica en la red de distribución de energía se ha vuelto cada vez más grave.

 

Las inspecciones de las empresas de energía revelaron que los niveles de distorsión armónica en varias salas de distribución de energía excedieron los límites permitidos especificados por los sistemas de medición de energía eléctrica. Para mejorar la calidad de la energía y garantizar el funcionamiento seguro del sistema, se instaló un gabinete de filtro de potencia activo (APF) para la supresión de armónicos y la compensación de potencia reactiva.

 

2. Comprensión de los armónicos en los sistemas de energía

2.1 Onda Fundamental y Armónicos

En los sistemas de energía estándar, la frecuencia fundamental de voltaje y corriente en China es de 50 Hz. Sin embargo, la mayoría de las cargas eléctricas modernas son cargas no-lineales, como:

• Convertidores de frecuencia
• Inversores
• controladores LED
• Sistemas UPS
• Equipo de carga de baterías
• Dispositivos de automatización industrial.

 

Estos dispositivos generan componentes de corriente y voltaje con frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental (por ejemplo, 150 Hz, 250 Hz y 350 Hz). Estos componentes de frecuencia no deseados se conocen como armónicos.

Los armónicos distorsionan la forma de onda sinusoidal estándar del sistema de energía y afectan negativamente la calidad general de la energía.

 

 

2.2 Peligros de armónicos

El exceso de armónicos puede causar problemas graves en los sistemas eléctricos, entre ellos:

• Mayor pérdida de potencia en cables y transformadores.
• Sobrecalentamiento de equipos eléctricos.
• Envejecimiento acelerado del aislamiento
• Vida útil reducida de condensadores y motores.
• Mal funcionamiento de dispositivos electrónicos sensibles.
• Factor de potencia reducido
• Mayor consumo de energía
• Falsos disparos de dispositivos de protección.
• El funcionamiento-a largo plazo en condiciones armónicas severas puede provocar daños permanentes en los equipos eléctricos y reducir la confiabilidad del sistema.

 

Según la norma nacionalGB/T 14549-1993 - Calidad de energía: armónicos en la red eléctrica pública, los límites de distorsión armónica total (THD) permitidos en China son:

Sistema de bajo-voltaje de 0,38 kV:THD Menor o igual a 5.0%

Sistema de voltaje medio-de 6 kV a 10 kV:THD Menor o igual a 4.0%

 

3. Gabinete del filtro de potencia activo (APF)

3.1 Diferencia entre filtros de potencia activos y pasivos

Filtro de potencia activo (APF)

Un filtro de potencia activo utiliza dispositivos semiconductores y tecnología de control inteligente para monitorear los armónicos en tiempo real. Genera automáticamente corrientes de compensación inversa para eliminar dinámicamente las corrientes armónicas en la red eléctrica.

En comparación con los métodos de filtrado tradicionales, los sistemas APF ofrecen:

• Compensación armónica en tiempo real-
• Respuesta dinámica
• Ajuste automático
• Capacidad de supresión multi-armónica
• Soporte de compensación de potencia reactiva

 

Filtro de potencia pasivo

Un filtro de potencia pasivo consta principalmente de condensadores, reactores y circuitos de filtro LC, similares a los gabinetes de compensación de potencia reactiva convencionales.

Los filtros de potencia pasivos sólo pueden suprimir armónicos de frecuencias específicas y tienen varias limitaciones:

• Características de compensación fija
• Riesgo de resonancia
• Rango de filtrado limitado
• Poca adaptabilidad a las condiciones cambiantes de carga.

 

Por lo tanto, los gabinetes APF son ampliamente preferidos en los sistemas modernos de gestión de la calidad de la energía.

 

3.2 Características funcionales del gabinete APF

Amplio rango de filtrado de armónicos

• Suprime eficazmente los armónicos del orden 2 al 61.
• Objetivos de filtrado de armónicos ajustables
• Admite estrategias de compensación armónica personalizadas

 

Compensación inteligente-en tiempo real

• Realiza un seguimiento dinámico de los cambios de carga
• Emite automáticamente corriente de compensación inversa
• Mantiene una calidad de energía estable de forma continua

 

Interfaz de comunicación RS485

• Admite monitoreo remoto y transmisión de datos
• Compatible con sistemas inteligentes de gestión de energía.
• Conveniente para operación y mantenimiento centralizados

 

Función de compensación de potencia reactiva

• Realiza filtrado de armónicos de forma independiente sin causar sobrecompensación de potencia reactiva-
• Utiliza la capacidad restante para compensación de potencia reactiva.
• Mejora el factor de potencia del sistema mediante filtrado dinámico.

 

ImprovisacióningCalidad de la energía y confiabilidad del sistema

• Reduce el sobrecalentamiento del equipo.
• Prolonga la vida útil de los dispositivos eléctricos.
• Reduce las pérdidas de línea y el consumo de energía.
• Mejora la seguridad general de la distribución de energía.

 

Conclusión

A medida que la contaminación armónica se vuelve cada vez más común en los sistemas eléctricos industriales y comerciales modernos, los gabinetes con filtro de potencia activo (APF) se han convertido en una solución esencial para la supresión de armónicos y la mejora de la calidad de la energía.

 

En comparación con los filtros pasivos tradicionales, los sistemas APF proporcionan rangos de filtrado de armónicos más amplios, velocidades de respuesta más rápidas, compensación inteligente y funciones integradas de compensación de potencia reactiva, lo que los hace ideales para:

• Plantas industriales
• Edificios comerciales
• Centros de datos
• hospitales
• Instalaciones de fabricación inteligentes
• Sistemas de energía renovable

 

Al reducir eficazmente la distorsión armónica y mejorar el factor de potencia, los gabinetes APF ayudan a garantizar un funcionamiento más seguro, más estable y más{0}}eficiente desde el punto de vista energético.