1. Contexte du projet

Avec l'utilisation croissante d'onduleurs, de systèmes d'éclairage LED, de variateurs de fréquence (VFD), de systèmes UPS et d'autres équipements électroniques de puissance dans les parcs industriels et les installations commerciales, la pollution harmonique dans le réseau de distribution d'énergie est devenue de plus en plus grave.

 

Les inspections des services publics d'électricité ont révélé que les niveaux de distorsion harmonique dans plusieurs salles de distribution d'énergie dépassaient les limites autorisées spécifiées par les systèmes de mesure de l'énergie électrique. Pour améliorer la qualité de l'énergie et garantir un fonctionnement sûr du système, une armoire de filtre de puissance active (APF) a été installée pour la suppression des harmoniques et la compensation de la puissance réactive.

 

2. Comprendre les harmoniques dans les systèmes électriques

2.1 Onde fondamentale et harmoniques

Dans les systèmes électriques standards, la fréquence fondamentale de tension et de courant en Chine est de 50 Hz. Cependant, la plupart des charges électriques modernes sont des charges non-linéaires, telles que :

• Convertisseurs de fréquence
• Onduleurs
• Pilotes de LED
• Systèmes UPS
• Équipement de chargement de batterie
• Appareils d'automatisation industrielle

 

Ces appareils génèrent des composantes de courant et de tension avec des fréquences qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale (par exemple, 150 Hz, 250 Hz et 350 Hz). Ces composantes de fréquence indésirables sont appelées harmoniques.

Les harmoniques déforment la forme d’onde sinusoïdale standard du système électrique et affectent négativement la qualité globale de l’énergie.

 

 

2.2 Dangers des harmoniques

Des harmoniques excessives peuvent causer de graves problèmes dans les systèmes électriques, notamment :

• Augmentation des pertes de puissance dans les câbles et les transformateurs
• Surchauffe des équipements électriques
• Vieillissement accéléré de l’isolation
• Durée de vie réduite des condensateurs et des moteurs
• Dysfonctionnement des appareils électroniques sensibles
• Facteur de puissance réduit
• Consommation d’énergie plus élevée
• Faux déclenchements des dispositifs de protection
• Un fonctionnement à long-terme dans des conditions harmoniques sévères peut entraîner des dommages permanents aux équipements électriques et une fiabilité réduite du système.

 

Selon la norme nationaleGB/T 14549-1993 - Qualité de l'énergie : harmoniques dans le réseau électrique public, les limites de distorsion harmonique totale (THD) autorisées en Chine sont :

Système basse tension-0,38 kV :THD Inférieur ou égal à 5,0%

Système moyenne tension-de 6 kV à 10 kV :THD Inférieur ou égal à 4,0%

 

3. Armoire de filtre de puissance active (APF)

3.1 Différence entre les filtres de puissance actifs et passifs

Filtre de puissance active (APF)

Un filtre de puissance actif utilise des dispositifs semi-conducteurs et une technologie de contrôle intelligente pour surveiller les harmoniques en temps réel. Il génère automatiquement des courants de compensation inverse pour éliminer dynamiquement les courants harmoniques dans le réseau électrique.

Par rapport aux méthodes de filtrage traditionnelles, les systèmes APF offrent :

• Compensation harmonique en-temps réel
• Réponse dynamique
• Ajustement automatique
• Capacité de suppression multi-harmoniques
• Prise en charge de la compensation de puissance réactive

 

Filtre de puissance passif

Un filtre de puissance passif se compose principalement de condensateurs, de réacteurs et de circuits de filtrage LC, similaires aux armoires de compensation de puissance réactive conventionnelles.

Les filtres de puissance passifs ne peuvent supprimer que les harmoniques de fréquences spécifiques et présentent plusieurs limitations :

• Caractéristiques de la rémunération fixe
• Risque de résonance
• Plage de filtrage limitée
• Mauvaise adaptabilité aux conditions de charge changeantes

 

Par conséquent, les armoires APF sont largement préférées dans les systèmes modernes de gestion de la qualité de l’énergie.

 

3.2 Caractéristiques fonctionnelles de l'armoire APF

Large plage de filtrage des harmoniques

• Supprime efficacement les harmoniques du 2ème au 61ème ordre
• Cibles de filtrage des harmoniques réglables
• Prend en charge des stratégies de compensation harmonique personnalisées

 

Rémunération intelligente-en temps réel

• Suit dynamiquement les changements de charge
• Émet automatiquement le courant de compensation inverse
• Maintient en permanence une qualité d’énergie stable

 

Interface de communication RS485

• Prend en charge la surveillance à distance et la transmission de données
• Compatible avec les systèmes intelligents de gestion de l'énergie
• Pratique pour un fonctionnement et une maintenance centralisés

 

Fonction de compensation de puissance réactive

• Effectue un filtrage des harmoniques de manière indépendante sans provoquer de sur-compensation de puissance réactive
• Utilise la capacité restante pour la compensation de la puissance réactive
• Améliore le facteur de puissance du système grâce au filtrage dynamique

 

ImprovisationingQualité de l’énergie et fiabilité du système

• Réduit la surchauffe des équipements
• Prolonge la durée de vie des appareils électriques
• Réduit les pertes de ligne et la consommation d’énergie
• Améliore la sécurité globale de la distribution d’énergie

 

Conclusion

Alors que la pollution harmonique devient de plus en plus courante dans les systèmes électriques industriels et commerciaux modernes, les armoires à filtre de puissance actif (APF) sont devenues une solution essentielle pour la suppression des harmoniques et l'amélioration de la qualité de l'énergie.

 

Par rapport aux filtres passifs traditionnels, les systèmes APF offrent des plages de filtrage des harmoniques plus larges, des vitesses de réponse plus rapides, une compensation intelligente et des fonctions intégrées de compensation de puissance réactive, ce qui les rend idéaux pour :

• Installations industrielles
• Bâtiments commerciaux
• Centres de données
• Hôpitaux
• Des installations de fabrication intelligentes
• Systèmes d'énergie renouvelable

 

En réduisant efficacement la distorsion harmonique et en améliorant le facteur de puissance, les armoires APF contribuent à garantir un fonctionnement du système électrique plus sûr, plus stable et plus économe en énergie.-