aktif harmonik filtreleme

[msamilcelik]

Aktif filtrelerin çalışması bildiğim kadarıyla şöyle oluyor: bu cihazlar Şebeke akımını çok yüksek frekanslarda örnekleyip sonra da bir DSP ( Digital Signal Processor - Sayısal Sinyal İşleyici ) tarafından bu akım Fourier analizine tabi tutulur. Fourier analizi bir sinyali oluşturan harmonik bileşenlerinin büyüklüklerini hesaplayan matematiksel bir yöntemdir. Bu sayede harmoniklerin büyüklükleri tespit edildikten sonra bir evirici yardımıyla yok edilmek istenen harmoniklere eşit büyüklükte ama ters faza sahip akımlar üretilerek şebekeye basılır. Bu sayede istenmeyen harmonikler filtrelenmiş olur. Biz Grup Ar-Ge ekibi olarak şu anda hem mühendisliği hem de üretimi açısından tamamen yerli bir aktif filtre geliştirmek istiyoruz. Projemiz hızlı bir şekilde ilerliyor. İnşallah en kısa zamanda ülkemizin hizmetine sunacağamız başarılı bir cihaz geliştiririz.
Herkese zihin ve kalp açıklığı dilerim.

 

[msamilcelik]

Aktif filtrenin elektronik bir cihaz olarak anılmasının sebebi içerisindeki DSP'dir. DSP'ler de bir işlemci türüdür ve programlanabilirler. Daha çok dijital sinyal işleme alanındaki yoğun matematiksel işlemleri hızlı bir şekilde yapmak üzere tasarlanmış bir mimariye sahiptirler. Bu yönleriyle mikrokontrolörlerden ayrılırlar. Aktif filtre içerisindeki DSP ise akımın harmoniklerini bulmak için gerekli olan Fourier analizi algoritmasını ( FFT : Fast Fourier Transform - Hızlı Fourier Dönüşümü ) çalıştırır. Bu sayede akımı oluşturan harmoniklerin büyüklükleri ve fazları tespit edilir. Daha sonra bu bilgi tristörlerin uygun bir zamanlamayla açılıp kapatılarak ters harmoniklerin üretildiği evirici biriminin kontrolünde kullanılır.
Fourier analizi hakkında biraz daha bilgi vermek gerekirse kısaca şöyle anlatabiriz. Joseph Fourier adlı fransız bir matemetikçi her peridoyik sinyalin bir kısım sinüs ve kosinüs fonksiyonlarının toplamı olarak yazılabileceğini kanıtlamıştır. Fourier analizi de bu yöntemi kullanarak bir sinyalin harmonik bileşenlerini tespit etmekte kullanılır. Normalde şebeke akımı frekansı 50 Hz olan düzgün bir sinüs sinyali olmalıdır. Ama elektronik elemanların bulnduğu bir sistemde bu sinyal bozulur ve harmonikler üretilir. Harmonikler temel şebeke frekansı olan 50 Hz'in tam katları olan frekans değerlerine sahiptir. Mesela 3. harmonik dediğimizde 50*3 = 150 Hz frekansında bir sinüs sinyalini kastederiz. İşte biz şebeke akımını örnekleyip Fourier analizi yapacak şekilde programladığımız bir DSP'yi kullanarak hangi harmonikten ne kadar var bunu tespit edebiliriz.
Herkese iyi çalışmalar.

 

[teknoseko]

sayın msamilcelik
bu sistemi geliştiren yabancı bi çok firma var ama bizlerinde artık balığı pazardan alıp yemek yerine balığı tutup yememiz lazım diye düşünüyorum .
çalışmalarınızda başarılar diliyorum.

 

[msamilcelik]

Çok teşekkür ederim. Evet biz de aynı düşünceleri paylaşıyoruz. Sizlere de çalışmalarınız da başarılar dileriz.

 

[hicbirsey]

En once yapilasi gereken sistemin ozelligini belirlemek ve buna gore nasil bir cozum uretilmesi gerektiginde karar kilmaktir...Ilk once bu hesabi yaparsak,cozum olarak normal kompnzasyon yeterli midir, pasif filtreleme mi yapilmalidir veya aktif filtreleme sart midir,bunun tayinini yapabiliriz...Asagidaki tabloda bu temel hesap var...

Gh=Harmonik ureten cihazlarin ( ups,frekans kenvertoru vs) KVA cinsinden gucu,
Ssc= Transformatorun etiketinde yer alan %Vk kisa devre gucu (KVA ) cinsinden.
Sn=Sistemi besleyen trafonun KVA cinsinden gucu........ olmak uzere:

Örnek :

%6 nisbi kısa devre gerilimine sahip 1000 kVA gücünde transformatöre bağlı olan harmonik uretici cihazların toplam değeri 220 kVA dır.

Çözüm : 440 V değerinde kondansatör kullanımı

Ozetlemek gerekirse,harminkli cihazlarimizin toplam yuku,trafo gucunun %25 ini gecmiyorsa,klasik kompanzasyon yeterli...
%25-%60 arasindaysa,pasif filtreleme gerekli,
%60 indan buyukse mutlaka aktif filtreleme yapilmali sonucu cikar...saygilar

 

[gunerdr]

Sayın msamilcelik arkadaşımız bir konu bu kadar açık ve net anlatılabilir, verdiğin bilgiler adına teşekkür ederim

 

[emrecaliskaner84]

merhaba

öncelikle aktif filtre pasif filtreye nazaran" ters harmonik akım üreticisi"dir. Pasif filtre, adından da anlasılacagı üzere pasif devre elemanları yapılacak odaklama frekansının hiçbir şekilde değişmemsidir( kondansatör değer kaybetmesi hariç). Benim bu sistemlere piyasada tabirim genellikle "aptal sistemlerdir"

aktif filtre ise 3 faz şebekedeki gerilim ve akım harmoniklerini ve bozuklukluklarını okuyarak şebekeye tam ter akım enjekte ederek sinüzoidal (saf sinüs) dalgayı yakalamaya çalışır. Ayrıca bunun yanısıra örneğin ABB'de PQF-M-I-K-S serilerinin kompanzasyon yapması, faz dengesizliklerini gidermesi, nötr akımını sıfıra düşürmesi gibi özellikleri bulunmaktadır. Ayrıca istenilen 25 harmoniğin isteğe bağlı seçilmesi ile (2.,3.,4.,5.,......,49. harmoniğe kadar) harmonik filtrelemesi yapılabilir.

Aktif filtrede genellikle tristör modülü değil IGBT modülü kullanılarak PWM ile istenilen harmonik filtreleme yapılır bu sebeple aktif filtrede yapılan herbir işlem 20 ms ve daha altında gerçekleşecektir.

Elektrolizde ise genellikle yüksek gerilimde olduğundan (ark ocakları,..... : 6.3 kV, 10.5 kV, 34.5 kV,.... vs) bu tür yerlere SVC diye tabir ettiğimiz 2. ve 4. harmonik filtreleri yapılabilir. SVC bir nevi orta gerilimde tristörlerin tetiklemesiyle kompanzasyon ihtiyacının giderilmesi olarak düşünülebilir..

EMRE ÇALIŞKANER
ELEKTRİK YÜKSEK MÜHENDİSİ

 

[Roboelektronik]

Sn. emrecaliskaner84


* Haklısınız, fakat maliyetler göz önünde bulundurulmak zorundadır. Direk aktif filtre yerine, daha ekonomik olması açısından hybrid diye adlandırdığımız aktif + pasif filtre karışımı önermenin daha uygun olacağı kanaatindeyim.

* Örneğin bir işletmede 3. ve 5. akım veya gerilim harmonikleri yüksek olsun, bunlar için pasif filtre kullanılıp, diğer kalan harmonikler için aktif filtre kullanılabilir. Bu sayede hem istenilen çözüme ulaşılır hem de daha ekonomik olmuş olur.

 

[emrecaliskaner84]

sn. roboelektronik,

belki haklı olabilirsiniz ancak, akım harmoniği ve gerilim harmoniği yüksek olan yerlerde hybrid diye adlandırılan tek bir modülde harmoniklerin çözülmesi imkansızdır. örneğin 250 A aktif filtre sisteminin yanısıra 350 kVAr pasif harmonik filtreli kompanzasyonun tek modülde yapılması bence zordur. bu sebeple bu sistem için de maliyet artacaktır. ayrıca böle bir sistemde 3. akım harmoniğinin yüksek olması 5. akım harmoniğinin düşük olması, 5. akım harmoniğinin yüksek olması 3. akım harmoniğinin düşük olması sonucunu da ortaya çıkarır, yani 250 kW'lık DC motor var ise burada öncelikli olarak 5. ve 7. daha sonra 11. ve 13. harmonikler ortaya çıkacaktır. buraya bağlı 30 kVA UPS 'in ortaya çıkaracağı 3. harmonik çok da önemli bir harmonik mertebesi değildir.

Dediğiniz sistem hakkında daha geniş bir bilgi ( katalog, vb. dökümanlar) gönderirseniz üzerinde daha kolay yorum da yapabilirim/iz. ama su an için sadece gördüğüm sistemler sonucunda ortaya çıkan bilgiler ışığında konuşuyorum.

 

[m-usta-fa]

merhaba

öncelikle aktif filtre pasif filtreye nazaran" ters harmonik akım üreticisi"dir. Pasif filtre, adından da anlasılacagı üzere pasif devre elemanları yapılacak odaklama frekansının hiçbir şekilde değişmemsidir( kondansatör değer kaybetmesi hariç). Benim bu sistemlere piyasada tabirim genellikle "aptal sistemlerdir"

aktif filtre ise 3 faz şebekedeki gerilim ve akım harmoniklerini ve bozuklukluklarını okuyarak şebekeye tam ter akım enjekte ederek sinüzoidal (saf sinüs) dalgayı yakalamaya çalışır. Ayrıca bunun yanısıra örneğin ABB'de PQF-M-I-K-S serilerinin kompanzasyon yapması, faz dengesizliklerini gidermesi, nötr akımını sıfıra düşürmesi gibi özellikleri bulunmaktadır. Ayrıca istenilen 25 harmoniğin isteğe bağlı seçilmesi ile (2.,3.,4.,5.,......,49. harmoniğe kadar) harmonik filtrelemesi yapılabilir.

Aktif filtrede genellikle tristör modülü değil IGBT modülü kullanılarak PWM ile istenilen harmonik filtreleme yapılır bu sebeple aktif filtrede yapılan herbir işlem 20 ms ve daha altında gerçekleşecektir.

Elektrolizde ise genellikle yüksek gerilimde olduğundan (ark ocakları,..... : 6.3 kV, 10.5 kV, 34.5 kV,.... vs) bu tür yerlere SVC diye tabir ettiğimiz 2. ve 4. harmonik filtreleri yapılabilir. SVC bir nevi orta gerilimde tristörlerin tetiklemesiyle kompanzasyon ihtiyacının giderilmesi olarak düşünülebilir..

EMRE ÇALIŞKANER
ELEKTRİK YÜKSEK MÜHENDİSİ

sayın çalışkaner.Benim bildiğim kadarıyla,elektroliz ile ark ocağının bir ilişkisi yoktur ve elektroliz aksine,düşük gerilim(20 volt gibi) ve yüksek akımlarla yapılır.Elektroliz DC gerilimde yapıldığından aslında harmonik ile uzaktan yakından alakası yoktur.Fakat elektroliz için gerekli olan yüksek akımı sağlayan redresörlerdeki tristörler,harmonik meydana getirir.Bu konuda kafam karıştı.Ben mi yanlış biliyorum acaba?
Ve yine benim bildiğim kadarıyla SVC sistemleri,Static VAR Companzator açılımlı,bizim bildiğimiz tanıdığımız,tristörle yapılan kompanzasyondur.Belki farkı , og de ( ki şimdi ALRON firması bunu agye uyarlamış) tristörün kondansatöre seri,reaktöre paralel bağlanması şeklinde uygulanmasıdır.2. ve 4. harmonik filtreleme ile alakasını kurabilmiş değilim.Ben bir teknikerim.Kompanzasyon konusuna da merakım var.Bu yüzden hazır sizi yakalamışken,bu konudaki bilgilerinizden istifade etmek isterim.Ben bu konularda yanlış bilgiler mi edinmişim acaba.
Ve yine benim bilgilendirildiğim şudur.Piyasadaki,ne tristörlü sistemler,ne IGBT li aktif harmonik filtrelemeler ne de SVC sistemleri içinde,hem tek,hem de çift sayılı harmonik bileşenlerini düzene sokan bir alet yoktur.Fakat istisna olarak,yerli malı yurdun malı olaraktan,ismini hatırlayamadığım,TUBİTAK ın ürettiği bir sistem var.Fakat çok pahalı olduğunu ve her babayiğidin iş yerine bu sistemi kuramadığı söyleniyor.Bunun dışında da çift sayılı harmoniğiniz varsa,gelenlerle gidenlerin yolda çarpışıp helak olmasını beklemekten başka çaremiz yok diye biliyorum.
Bu konuda da aydınlatırsanız minnettar olurum.
saygılarımla, mustafa usta