+30 210 3460 222 - Τεχνική Υποστήριξη    emmis@emmis.gr
catalog
tuv
iso
gr
eng
de
Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

   

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.
  • EMMIS
  • BLOG
  • Αρμονικές: Πού εμφανίζονται και πώς αντιμετωπίζονται
Εφαρμογές αρμονικών

Αρμονικές: Πού εμφανίζονται και πώς αντιμετωπίζονται

Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Εφαρμογές αρμονικώνΛόγω της διαρκώς αυξανόμενης χρήσης τεχνολογικού εξοπλισμού σε όλες τις παραγωγικές δραστηριότητες, το φαινόμενο των αρμονικών απασχολεί ολοένα και περισσότερους τομείς ηλεκτρικών εφαρμογών, ακόμα και τομείς που μέχρι πρόσφατα θεωρούταν ότι δεν επηρεάζονται από αυτό.

Στο παρόν άρθρο, παρουσιάζουμε τους κλάδους στους οποίους εμφανίζονται συχνότερα οι αρμονικές καθώς και το πώς αντιμετωπίζονται ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες του κλάδου.

Βιομηχανία

Η βιομηχανία είναι ο πρώτος τομέας που απασχόλησαν οι αρμονικές. Με τη σταδιακά αυξανόμενη χρήση των ηλεκτρονικών ισχύος (θυρίστορς κλπ), οι αρμονικές εξαπλώθηκαν ραγδαία τα τελευταία έτη. Η πολυπλοκότητα του εξοπλισμού, αλλά και η αλληλεπίδρασή του με διάφορα συστήματα, δημιουργούν μεγάλα και ποικίλα φαινόμενα αρμονικών.

Οι κυριότερες πηγές παραγωγής αρμονικών στη βιομηχανία είναι οι ακόλουθες:

  • Διατάξεις ηλεκτρονικών ισχύος (inverters, ανορθωτές, μετατροπείς κλπ)
  • Εργαλειομηχανές CNC
  • Διατάξεις ηλεκτρικού τόξου (ηλεκτροσυγκολήσεις)
  • Ηλεκτρικοί φούρνοι
  • Αντλίες

Για την αντιμετώπιση του φαινομένου των αρμονικών στη βιομηχανία, η βέλτιστη επιλογή είναι η χρήση ενεργών φίλτρων διότι τα φίλτρα που καλούνται να αντιμετωπίσουν τις αρμονικές στη βιομηχανία πρέπει να χαρακτηρίζονται τόσο από υψηλή απόδοση όσο και από μεγάλη αντοχή στις δύσκολες συνθήκες του βιομηχανικού περιβάλλοντος.

Για παράδειγμα, σε βιομηχανίες που αντιμετωπίζουν μεγάλο πρόβλημα με τη σκόνη (όπως βιομηχανίες τσιμέντου, μύλοι άλεσης, λατομεία κλπ), τα συνήθη αερόψυκτα φίλτρα δεν αποδίδουν ικανοποιητικά, καθώς το σύστημα ψύξης επιβαρύνεται (ή «μπουκώνει» από τη σκόνη) με κίνδυνο να υπερθερμανθεί το φίλτρο και να καταστραφεί.

Τα ενεργά φίλτρα της EMMIS διαθέτουν δυνατότητα συστήματος ψύξης νερού που εγγυάται την απόλυτη ασφάλεια και λειτουργικότητά τους, ακόμη και στα πιο επιβαρυμένα βιομηχανικά περιβάλλοντα.

Τα παραπάνω φίλτρα κατασκευάζονται στη Σουηδία και είναι τα μοναδικά παγκοσμίως με δυνατότητα επιλογής συστήματος ψύξης αέρα ή νερού, ενώ προσφέρουν και το μέγιστο δυνατό επίπεδο ρεύματος αντιστάθμισης (ως και 450 Α).

Ναυτιλία

Ένας άλλος πολύ σημαντικός κλάδος με αρκετά διαδεδομένο το φαινόμενο των αρμονικών είναι η ναυτιλία. Οι αρμονικές έχουν κάνει την εμφάνισή τους σε διάφορες κατηγορίες πλοίων, εξαιτίας ποικίλων παραγόντων ανά περίπτωση.

Για παράδειγμα, στα επιβατηγά πλοία οι αρμονικές εμφανίζονται κυρίως λόγω των μεγάλων μονάδων κλιματισμού. Σε πλοία που αναπτύσσουν μεγάλες ταχύτητες (πολεμικά, θαλαμηγοί) έχουν παρατηρηθεί προβλήματα στα συστήματα πρόωσης και πηδαλίων. Τέλος, πλοία ειδικών χρήσεων (αλιευτικά, υποβρύχιων σκυροδετήσεων κλπ.) διαθέτουν πιο ιδιαίτερο εξοπλισμό, όπως ανυψωτικά, inverters κλπ. και αντιμετωπίζουν άλλες μορφές αρμονικών.

Όπως και στην περίπτωση των βιομηχανικών εφαρμογών, έτσι και στις ναυτιλιακές η αντιμετώπιση των αρμονικών γίνεται με τη χρήση των ενεργών φίλτρων.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι και στους δύο κλάδους εμφανίζονται αρμονικές ίδιας τάξης (5η, 7η κλπ), ενώ και οι τιμές των δεικτών αρμονικής παραμόρφωσης THD δε διαφέρουν σημαντικά.

Νοσοκομεία

Τα νοσοκομεία είναι ένας ακόμη χώρος που εντοπίζονται υψηλά επίπεδα αρμονικών.

Οι πηγές δημιουργίας αρμονικών στις νοσοκομειακές εγκαταστάσεις είναι κυρίως η συνεχώς αυξανόμενη χρήση αξονικών και μαγνητικών τομογράφων καθώς και συσκευών παραγωγής ακτίνων.

Επιπλέον, λόγω των αυξημένων απαιτήσεων ασφαλείας, τα διεθνή πρότυπα προβλέπουν για τα νοσοκομεία αυστηρότερα όρια για το ύψος των αρμονικών σε σύγκριση με άλλους κλάδους.

Πιο συγκεκριμένα, το πρότυπο IEEE 519 προβλέπει για τα νοσοκομεία μέγιστη τιμή αρμονικής παραμόρφωσης τάσης (THDv) μόλις 3%, ενώ για τη βιομηχανία η αντίστοιχη μέγιστη τιμή παραμόρφωσης είναι 8%.

Η βέλτιστη αντιμετώπιση των αρμονικών σε νοσοκομειακές εγκαταστάσεις απαιτεί τη χρήση ενεργών φίλτρων, καθώς τα ενεργά είναι το μοναδικό είδος φίλτρων με ικανότητα πλήρους απόσβεσης αρμονικών. Συνεπώς, τα ενεργά φίλτρα είναι το μοναδικό είδος φίλτρων που μπορεί να επιτύχει τα προαναφερόμενα ποσοστιαία επίπεδα αρμονικής παραμόρφωσης.

Κτιριακές εγκαταστάσεις

Σε ό,τι αφορά τις κτιριακές εγκαταστάσεις, οι αρμονικές εμφανίζονται κυρίως σε μεγάλα κτιριακά συγκροτήματα που περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικού εξοπλισμού, μεγάλο αριθμό φωτιστικών σωμάτων και πλήθος UPS, που είναι εξίσου μεγάλες πηγές παραγωγής αρμονικών.

Ενδεικτικά, οι πιο κοινές περιπτώσεις εμφάνισης αρμονικών είναι οι εξής:

  • Κτίρια γραφείων εταιριών και οργανισμών
  • Ξενοδοχεία
  • Τράπεζες
  • Data Centers

Οι παραπάνω κτιριακές εγκαταστάσεις διαθέτουν μεγάλο αριθμό μονοφασικών φορτίων με αποτέλεσμα να παρουσιάζουν μεγάλες τιμές αρμονικών στον ουδέτερο αγωγό. Το γεγονός ότι σε αυτές τις περιπτώσεις το σύνολο των αρμονικών διέρχεται μέσα από τον ουδέτερο αγωγό, μπορεί να οδηγήσει στην καταστροφή του, καθώς η διαστασιολόγηση της διατομής του σπανίως γίνεται έχοντας λάβει υπόψιν την πιθανότητα εμφάνισης αρμονικών.

Για τέτοιες εγκαταστάσεις, έχουν αναπτυχθεί ειδικές εκδόσεις ενεργών φίλτρων με σύνδεση τεσσάρων (4) αγωγών (αντί των συνηθισμένων τριών (3) αγωγών) ώστε να αντισταθμίζονται και οι αρμονικές του ουδέτερου αγωγού.

Αντιπροσωπευτικό δείγμα αυτής της κατηγορίας φίλτρων είναι το ADF P100N της COMSYS.

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Οι ιδιώτες παραγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας από μεγάλα αιολικά και φωτοβολταϊκά πάρκα αντιμετωπίζουν συχνά προβλήματα με τους διαχειριστές των εθνικών δικτύων, λόγω των υψηλών τιμών αρμονικών που περιέχει το παραγόμενο ρεύμα που εισάγεται στο δίκτυο.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο εξοπλισμός παλαιάς τεχνολογίας (ανεμογεννήτριες, panels) παράγει περισσότερες αρμονικές, τις οποίες διοχετεύει στο δίκτυο μεταφοράς μέσω των μετασχηματιστών, οι οποίοι δεν έχουν τη δυνατότητα απόσβεσης αρμονικών.

Επίσης, λόγω της ευαισθησίας και του περιορισμένου χρόνου ζωής που παρουσιάζουν οι συστοιχίες πυκνωτών, η άεργος ισχύς αυξάνεται σταδιακά, γεγονός που επιφέρει πρόσθετες χρεώσεις.

Για την αντιμετώπιση των αρμονικών σε μεγάλα έργα ΑΠΕ, απαιτούνται συνδυαστικές εφαρμογές αντιστάθμισης αρμονικών και άεργου ισχύος.

Το σύστημα ADF P700 STATCOM της COMSYS περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ενεργών φίλτρων ADF σε συνδυασμό με μετασχηματιστές ανύψωσης, παρέχοντας αξιόπιστες λύσεις ακόμη και σε δίκτυα Μέσης ή Υψηλής Τάσης.

Ειδικά φαινόμενα

Πέρα από τις προαναφερόμενες εφαρμογές, παρατηρούνται ιδιαίτερα φαινόμενα, τα οποία οφείλονται στις αρμονικές, ωστόσο δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν από τα συνηθισμένα ενεργά φίλτρα της αγοράς.

Τέτοια ειδικά φαινόμενα είναι το flickering και ο συντονισμός, όπως αναλύονται παρακάτω.

  • Flickering

Το flickering έχει να κάνει με τη διαμόρφωση πλάτους (ΑΜ) της τάσης των 50 Hz σε μικρότερες συχνότητες (0.5 – 20 Hz).

Η συνηθέστερη συνέπειά του, από την οποία έχει πάρει και το όνομά του είναι οι αναλαμπές του φωτισμού των εγκαταστάσεων (flicker).

Αντίθετα με την επικρατούσα εντύπωση ότι οφείλεται στα φωτιστικά παλαιάς τεχνολογίας, παρατηρούμε ότι εξακολουθεί να εμφανίζεται ακόμη και στις πιο σύγχρονες εγκαταστάσεις με φωτισμό LED κλπ.

Λόγω των πολύ μικρών συχνοτήτων που προαναφέρθηκαν, η αντιστάθμιση του flickering δεν είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί ταυτόχρονα με την αντιστάθμιση των κοινών αρμονικών των 150, 250 Hz κλπ.

Συνεπώς, ο μόνος τρόπος αντιμετώπισης του φαινομένου του flickering είναι η χρήση ενεργών φίλτρων, τα οποία όμως θα πρέπει να είναι εφοδιασμένα με κατάλληλα σχεδιασμένο λογισμικό.

Τα ενεργά φίλτρα της EMMIS υποστηρίζουν τη δυνατότητα απόσβεσης του flickering, καθώς σε όλες τους τις εκδόσεις είναι πλήρως συμβατά με το αντίστοιχο λογισμικό.

  • Συντονισμός

Στο φαινόμενο του συντονισμού, η χωρητική και η επαγωγική αντίδραση εξισώνονται και αλληλοεξουδετερώνονται με αποτέλεσμα να προκαλούνται υπερεντάσεις, οι οποίες είναι καταστροφικές για τον εξοπλισμό.

Ο συντονισμός παρατηρείται σε πολλές περιπτώσεις ανεμογεννητριών παλαιάς τεχνολογίας, αλλά και βιομηχανιών με μεγάλο αριθμό επαγωγικών και χωρητικών φορτίων (παθητικά φίλτρα, συστοιχίες πυκνωτών κλπ.) που αλληλοεπηρεάζονται.

Η EMMIS διαθέτει στην αγορά το μοναδικό φίλτρο παγκοσμίως με δυνατότητα εξάλειψης του συντονισμού. Πρόκειται για το ADF P200, που χάρη στην υψηλότατη ταχύτητά του και τον ελάχιστο χρόνο απόκρισης (μόλις 25 μsec!) αποτρέπει τις υπερεντάσεις που προκαλεί ο συντονισμός.

 Συμπεράσματα

Όπως γίνεται αντιληπτό από τα προαναφερόμενα, η ευρεία χρήση σύγχρονου τεχνολογικού εξοπλισμού στη βιομηχανία, στη ναυτιλία, στα νοσοκομεία, σε κτιριακές εγκαταστάσεις αλλά και σε έργα ΑΠΕ, αποτελεί την κύρια αιτία δημιουργίας αρμονικών και συνεπάγεται ποικίλα προβλήματα, λιγότερο ή περισσότερο σύνθετα, ανάλογα με την εκάστοτε εγκατάσταση.

Για να είναι κανείς σε θέση να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά το πρόβλημα των αρμονικών, απαιτείται – σε κάθε περίπτωση – μια ολοκληρωμένη μελέτη της εγκατάστασής του, ώστε να εντοπισθεί τεκμηριωμένα η πηγή του προβλήματος και οι συνέπειές του.

Με τον τρόπο αυτό, αποκτάται μια ολοκληρωμένη και ξεκάθαρη εικόνα με όλες τις απαραίτητες πληροφορίες, ώστε στη συνέχεια να προταθεί τεκμηριωμένα ο καταλληλότερος εξοπλισμός.

Παράλληλα, εξασφαλίζεται η ολοκληρωμένη αντιμετώπιση του προβλήματος των αρμονικών με το χαμηλότερο δυνατό κόστος, αποφεύγονται περιττές και κοστοβόρες ενέργειες και η αντιμετώπιση γίνεται στοχευμένα και ολιστικά.

Η EMMIS – ως αποκλειστικός αντιπρόσωπος της Σουηδικής COMSYS σε Ελλάδα, Κύπρο, Βουλγαρία, FYROM και Αλβανία – παρέχει ολοκληρωμένες λύσεις αντιμετώπισης των αρμονικών, από τις μετρήσεις και τη μελέτη, μέχρι την εγκατάσταση του κατάλληλου εξοπλισμού και τη συντήρησή του, παρέχοντας εγγύηση του προβλεπόμενου αποτελέσματος, ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες της εγκατάστασής σας.

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.

EMMIS ΑΒΕΕ

Ανδρέα Μεταξά 11, 14564 Κηφισιά, Αθήνα
Τηλ.: +30 210 3460222
fax: +30 210 3460562
emmis@emmis.gr
EMMIS map