Ενεργό ή Παθητικό Φίλτρο Αρμονικών ?

Αγαπητοί φίλοι,

Έχουμε παρατηρήσει ότι υπάρχει ένας προβληματισμός  σχετικά με την επιλογή ενεργητικού ή παθητικού φίλτρου αρμονικών. Κυκλοφορούν διάφορα επιστημονικά άρθρα σχετικά με το θέμα αλλά η γλώσσα που χρησιμοποιούν και η βαθιά  επιστημονική προσέγγιση του θέματος δεν βοηθά κάποιον να καταλάβει, εκτός και αν είναι ηλεκτρολόγος μηχανολόγος.

Θα επιχειρήσουμε μια απλοποιημένη προσέγγιση στον θέμα της επιλογής παθητικού ή ενεργητικού φίλτρου αρμονικών, ξεκινώντας από τη βασική διαφορά τους.

Παθητικό φίλτρο αρμονικών :

Βασίζεται σε ένα πηνίο το οποίο συνδέεται εν σειρά στην παροχή που θέλουμε να προστατέψουμε. Δηλαδή, όλο το ρεύμα της παροχής σε Α  περνάει πρώτα από το φίλτρο και στη συνέχεια πάει στην εγκατάσταση.  Συνεπώς, σε μια παροχή 3 Χ 200 Α, το πηνίο του φίλτρου πρέπει να ισοφαρίζει τα 200 Α ανά φάση της παροχής.

Ενεργό φίλτρο αρμονικών:

Συνδέεται παράλληλα στην παροχή και η ένταση του  πρέπει να ισούται σε ποσοστό η να ξεπερνάει κατά τι το ποσοστό της μέγιστης αρμονικής παραμόρφωσης THDI (δηλαδή σε A) που έχει μετρηθεί με ανάλυση ενέργειας στην εγκατάσταση. Αν δηλαδή, έχουμε μια παροχή 3 Χ 200 Α με μέγιστη αρμονική παραμόρφωση 15%, τότε το ενεργητικό φίλτρο πρέπει να παρέχει ένταση τουλάχιστον 30 Α (50 θα ήταν καλύτερα).

Ο παραπάνω υπολογισμός είναι ο πιο απλός και ασφαλής για τον υπολογισμό ενός ενεργητικού φίλτρου αρμονικών.

Ποιες αρμονικές αποσβένει  το παθητικό και ποιες το ενεργητικό φίλτρο 

Παθητικό φίλτρο αρμονικών:

Μπορεί να ρυθμιστεί από το σχεδιασμό του σε ένα εύρος τεσσάρων συνεχόμενων αρμονικών. Τα στατιστικά στοιχεία δείχνουν ότι οι πλέον καταστροφικές αρμονικές είναι η 3^η, η 5^η, η 7^η και η 9^η.

Τα δικά μας φίλτρα αρμονικών είναι σχεδιασμένα στο να αποσβένουν κατά 50% την 3^η και κατά 60 – 70 % την 5^η, 7^η και 9^η αρμονική.

Ενεργό φίλτρο αρμονικών:

Αποσβένει από την 3^η μέχρι και την 53η αρμονική.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των δυο τύπων φίλτρων αρμονικών ?

Παθητικό φίλτρο αρμονικών:

Εξομαλύνει τις πλέον βλαπτικές αρμονικές 3^η, 5^η, 7^η 9^η.

Αντιστέκεται από τη φυσική του στις μεταβολές της τάσης με αποτέλεσμα, πέραν των αρμονικών να αποσβένει / εξομαλύνει στιγμιαία φαινόμενα βυθίσεων και αιχμών τάσης διάρκειας μέχρι 1/5 του δευτερολέπτου.

Είναι εισόδου και εξόδου, δηλαδή φιλτράρει το ρεύμα προς την κατανάλωση αλλά και το ρεύμα από την κατανάλωση.

Ενεργητικό φίλτρο αρμονικών:

Εξομαλύνει πρακτικά όλες τις αρμονικές περιττής τάξης, από την 3^η μέχρι και την 53^η.

Ποια θα ήταν η ιδανική εφαρμογή για κάθε τύπο φίλτρου αρμονικών ?

Παθητικό φίλτρο αρμονικών :

• Εγκαταστάσεις με παροχή μέχρι 3 Χ 450 Α ( Εγκατεστημένη ισχύς μέχρι 350 kVA )

Σημείωση: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε μεγαλύτερες εγκαταστάσεις παραλληλίζοντας φίλτρα των 450 Α αλλά γίνεται ογκώδες και ακριβό σαν εφαρμογή.

• Στις παροχές εξοπλισμών με σκοπό να εξαλείψει τις εισερχόμενες από την υπόλοιπη εγκατάσταση προς τον εξοπλισμό, αλλά και στο να μην αφήσει να διαχυθούν οι αρμονικές που μπορεί να δημιουργηθούν από τον εξοπλισμό προς την υπόλοιπη εγκατάσταση.
• Πριν από υποπίνακες της εγκατάστασης.

Ενεργητικό φίλτρο αρμονικών:

Κεντρική τοποθέτηση στο παροχικό καλώδιο πριν τον κεντρικό πίνακα.

Υπάρχει περίπτωση χρήσης ενεργητικού και παθητικού φίλτρου σε μια εγκατάσταση ?

Η απάντηση είναι σαφώς ΝΑΙ.

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε στην κεντρική παροχή μιας εγκατάστασης ένα ενεργητικό φίλτρο, αλλά πιο μέσα στην εγκατάσταση, μετά από έναν υποπίνακα έχουμε μια ηλεκτροκόλληση ή άλλη μηχανή που παράγει σπινθηρισμούς. Ο συγκεκριμένος εξοπλισμός παράγει μεγάλη αρμονική παραμόρφωση, η οποία κυκλοφορεί μέσα στην εγκατάσταση. Η τοποθέτηση ενός παθητικού φίλτρου αρμονικών πριν την ηλεκτροκόλληση θα προφυλάξει την υπόλοιπη εγκατάσταση από τις αρμονικές που θα στείλει η ηλεκτροκόλληση.

Κλείνοντας, να σημειώσουμε ότι δεν υπάρχει μια λύση για όλα τα προβλήματα. Υπάρχουν όμως λύσεις οι οποίες συνδυαστικά και πάντα ανάλογα με τις ανάγκες μιας συγκεκριμένης εγκατάστασης και του εξοπλισμού μέσα σε αυτήν θα φέρουν το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Βρισκόμαστε στη διάθεσή σας για προτείνουμε την κατάλληλη λύση στο θέμα των αρμονικών.

Σας ευχαριστούμε για την ανάγνωση και ζητούμε την κατανόηση των ηλεκτρολόγων για την υπέρμετρη απλοποίηση όρων και εννοιών στο συγκεκριμένο άρθρο.