العربية
English
français
Deutsch
español
中文
يمكن أن تؤثر التوافقيات بشكل كبير على أنظمة الطاقة، مما يؤدي إلى فشل المحولات، واحتراق المحركات، والتعثر المزعج لقواطع الدائرة، وارتفاع درجة حرارة الموصلات المحايدة والمكونات الأخرى في شبكة توزيع الطاقة. يمكن أن يكون هذا السخونة الزائدة شديدًا بما يكفي للتسبب في حرائق كهربائية.
الأحمال غير الخطية ، التي تسحب التيار في النبضات، تسبب التوافقيات عن طريق تشويه شكل الموجة. تعتبر هذه التوافقيات مصدرًا رئيسيًا لمشاكل جودة الطاقة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة مكونات الدائرة. للتخفيف من التوافقيات في أنظمة توزيع الطاقة، غالبًا ما يتم استخدام محولات التخفيف التوافقية.
عندما تكون التوافقيات موجودة، فإنها تشوه أشكال موجة الجهد والتيار على الخطوط. يعد تحليل هذه الأشكال الموجية المشوهة ضروريًا لتحديد نوع وكمية التوافقيات. تتحد التوافقيات ذات الترتيب الأعلى مع التردد الأساسي لتكوين شكل موجة ناتج، والذي يمكن قياسه بواسطة محلل جودة الطاقة. يتم استخدام تحليل فورييه، وخاصة تحويل فورييه، لتحليل هذه الأشكال الموجية.
تحويل فورييه
يعد تحويل فورييه ضروريًا لتحليل شكل الموجة الناتج لتحديد التوافقيات الموجودة. إنه يحول شكل موجة يعتمد على الوقت إلى معلومات تعتمد على التردد، ويقسم شكل موجة دوري إلى سلسلة من الموجات الجيبية التي يمكن إضافتها معًا لإعادة إنتاج شكل الموجة الأصلي. تساعد هذه الطريقة في تحديد تردد وحجم التوافقيات الموجودة على الخطوط، كما يشير إليها محلل جودة الطاقة.
[الشكل 1: تحليل فورييه يحلل الموجة المشوهة إلى التوافقيات المكونة لها. الصورة مجاملة من ساليكرو]
الجمع بين الأشكال الموجية
تتجمع الأشكال الموجية من أحمال مختلفة عند نقاط اتصال سلكين أو أكثر، مثل ملفات المحول أو الناقل المشترك الذي يغذي محولات متعددة. عندما تتحد أشكال الموجات الجيبية، فإنها تتجمع، ويكون شكل الموجة الناتج يساوي مجموع القيم الفردية. إذا كان أحد الشكلين الموجيين موجبًا والآخر سالبًا ولكنهما متساويان في القيمة، فإنهما يلغي كل منهما الآخر. على سبيل المثال، إذا كان هناك شكلان موجيان للتيار خارج الطور تمامًا، أحدهما +10 A والآخر -10 A، فإن التيار الناتج في تلك اللحظة هو 0.
طور جان بابتيست جوزيف فورييه المفهوم الكامن وراء تحليل فورييه، حيث قام بتحويل الإشارات المتغيرة بمرور الوقت بالتوافقيات إلى مكونات ترددها.
عندما يكون شكلان موجيان حاليان خارج الطور لكن لا يلغيان تمامًا، فإن شكل الموجة الناتج سيكون له قيمة غير الصفر. على سبيل المثال، يقوم مزود الطاقة ذو الوضع المبدل (SMPS) بسحب التيار على شكل نبضات، منفصلة عن بعضها البعض. إذا تم إزاحة أحد أشكال الموجة بمقدار 60 درجة بالنسبة إلى الآخر وتمت إضافتهما، فإن الناتج يكون له ذروتان لكل قمة من شكل الموجة الأصلي. يحدث هذا النوع من التحول وإعادة التركيب في المحولات ذات الملفات القياسية delta-wye أو wye-zigzag، مما يؤدي إلى إلغاء التوافقيات الثلاثية.
[Figure 2: Waveforms add together at a wiring junction, with a 60° phase shift canceling triplen harmonics.]
Combining the waveform created by a delta-wye or a wye-zigzag transformer with two other appropriately phase-shifted waveforms creates a new waveform that cancels the 5th, 7th, 17th, and 19th harmonics in addition to the triplen harmonics. This additional phase shift can be achieved with delta-zigzag transformers in parallel with wye-zigzag or delta-wye transformers, visible at the power busbar upstream of the transformer pair.
[Figure 3: Further waveform shifts cancel higher-order harmonics.]
However, if the load on a transformer changes, the waveforms become unbalanced and do not cancel. Although additional phase shifts can be designed to eliminate more harmonics, the benefits are minimal. The transformer bank would need modifications with every load change, which is impractical as loads can vary frequently, such as when computers are turned on or off, or the load on a variable-speed motor drive changes.
Practical Solutions for Harmonics
To practically manage harmonics in power systems, using active harmonic filters (AHF) can be an effective solution. Unlike passive filters, AHFs can adapt to changes in the system and provide real-time filtering of harmonic distortions. They work by injecting currents that cancel out the harmonic components, ensuring a clean power supply.
Furthermore, regular monitoring and maintenance of the power system are crucial. Using power quality analyzers helps in continuously assessing the harmonic levels and identifying potential issues before they cause significant damage. By combining advanced technologies like AHFs with proactive system management, harmonics can be effectively controlled, ensuring the reliability and efficiency of power distribution systems.
An Active Harmonic Filter (AHF) is an essential component in modern power systems, especially in industrial and commercial settings. YT Electric's Active Harmonic Filter is an advanced power quality solution designed to eliminate harmonics and reactive power in the power system, thereby improving power quality, reducing equipment wear, and lowering maintenance costs.
Harmonic Suppression: The Active Harmonic Filter can detect and suppress harmonic currents in real-time. Harmonics are produced by non-linear loads such as variable frequency drives, rectifiers, and computer equipment. These harmonics can cause overheating, reduced efficiency, and shortened lifespan of electrical equipment.
تعويض الطاقة التفاعلية : بالإضافة إلى القمع التوافقي، يوفر المرشح التوافقي النشط من YT Electric أيضًا تعويضًا للطاقة التفاعلية. وهذا يعني أنه يمكنه التكيف ديناميكيًا مع احتياجات نظام الطاقة، مما يوفر أو يمتص الطاقة التفاعلية حسب الحاجة. يؤدي ذلك إلى تحسين عامل الطاقة، وتقليل فقد الطاقة، وتعزيز الكفاءة الإجمالية لنظام الطاقة.
تحسين جودة الطاقة : من خلال تخفيف التوافقيات وتعويض الطاقة التفاعلية، تعمل وحدة AHF على تحسين جودة الطاقة بشكل عام. وينتج عن ذلك تشغيل أكثر سلاسة للمعدات الإلكترونية الحساسة، وتقليل الأعطال، وإطالة عمر المعدات. ويعني تحسين جودة الطاقة أيضًا الامتثال للمعايير واللوائح الدولية الصارمة، مما يجعل AHF من YT Electric خيارًا موثوقًا به للأسواق العالمية.
قابلية التوسع والمرونة : تم تصميم AHF من YT Electric ليكون قابلاً للتطوير ومرنًا، ويلبي تقييمات وتكوينات الطاقة المختلفة. سواء بالنسبة للمباني التجارية الصغيرة أو المنشآت الصناعية الكبيرة، يمكن تخصيص AHF لتلبية الاحتياجات المحددة، مما يضمن الأداء الأمثل.
سهولة التكامل والصيانة : تم تصميم AHF لسهولة التكامل مع أنظمة الطاقة الحالية بأقل قدر من التعطيل. تعمل الواجهة سهلة الاستخدام والتشخيصات المتقدمة على تسهيل عملية المراقبة والصيانة، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل وتكاليف التشغيل.
دعم شبكة IPv6
