Wat is een Static Var Generator (SVG)?

Stroomkwaliteit is een belangrijk onderwerp op het gebied van elektrotechniek. Een constante en betrouwbare toevoer van elektriciteit is noodzakelijk voor het dagelijks leven en voor de effectieve werking van verschillende bedrijven.

Het bestaan van harmonischen is een van de problemen waar elektrische systemen vaak mee te maken hebben. Deze harmonischen kunnen verschillende problemen veroorzaken, zoals hogere energiekosten, schade aan apparatuur en een verminderde efficiëntie van het elektriciteitssysteem.

Er zijn veel technologieën en oplossingen ontwikkeld om deze problemen aan te pakken en de Static Var Generator (SVG) is een van de belangrijkste spelers in deze industrie.

Statische Var-generator Werkingsprincipe

Om het belang van SVG te begrijpen, moet je begrijpen hoe het werkt. Een elektrisch systeem harmonische vervorming wordt gereduceerd en vermogensfactoren worden beheerd door een statische generator met variabel vermogen. Een belangrijk onderdeel van de efficiëntie van een elektrisch systeem is de arbeidsfactor, een meting van hoe goed elektrische stroom wordt omgezet in arbeid die de moeite waard is.

 ​Vermogensfactorcorrectie

Voordat we de werkingsprincipes van statische var-generatoren bespreken, kijken we eerst kort naar de arbeidsfactor. Compensatie van de arbeidsfactor is het proces waarbij de arbeidsfactor van een elektrisch systeem wordt verhoogd. Een ideaal rendement van 1 wordt weergegeven door een arbeidsfactor van 0 op een standaardschaal. Een vermogensfactor van 1 betekent dat al het vermogen dat aan het systeem wordt geleverd effectief wordt gebruikt, terwijl een vermogensfactor van minder dan 1 duidt op inefficiëntie als gevolg van factoren zoals inductieve of capacitieve belastingen.

In veel industriële en commerciële toepassingen kunnen belastingen zoals motoren, transformatoren en TL-verlichting inductieve belastingen veroorzaken die leiden tot een achterblijvende arbeidsfactor (meestal lager dan 1). Een achterblijvende arbeidsfactor resulteert in reactief vermogen, dat niet bijdraagt aan nuttig werk maar toch moet worden geleverd door het elektriciteitsbedrijf. Dit leidt niet alleen tot hogere energiekosten, maar vermindert ook de algehele efficiëntie van het elektrische systeem.

Harmonische vervorming beperken

Harmonische vervorming verwijst naar de aanwezigheid van ongewenste harmonische frequenties in het elektrische systeem. Deze harmonischen zijn meestal gehele veelvouden van de fundamentele frequentie (bijvoorbeeld 60 Hz in de Verenigde Staten). Harmonische vervorming wordt voornamelijk veroorzaakt door niet-lineaire belastingen zoals frequentieregelaars, gelijkrichters en geschakelde voedingen. Wanneer harmonischen aanwezig zijn, kunnen ze leiden tot een reeks problemen, waaronder spanningsvervorming, verhoogde warmteontwikkeling van apparatuur en een kortere levensduur van apparatuur.

Laten we nu eens onderzoeken hoe SVG werkt om deze problemen aan te pakken.

SVG als correctieapparaat voor vermogensfactor

Statische var-generatoren worden voornamelijk gebruikt voor vermogensfactorcorrectie. Ze zijn ontworpen om de stroom van reactief vermogen in elektrische systemen te beheren en ervoor te zorgen dat het naar behoefte wordt geleverd of geabsorbeerd om een nagenoeg gelijke arbeidsfactor te handhaven. Dit betekent dat SVG's kunnen helpen de last van het leveren van blindvermogen te verminderen en de algehele efficiëntie van het systeem te verbeteren.

Het belangrijkste onderdeel van een SVG is de vermogenselektronische omvormer, die naar behoefte blindvermogen kan opwekken of absorberen. Wanneer het systeem een vertragende vermogensfactor heeft, wat duid op een overschot aan blindvermogen, absorbeert de SVG dit overschot, waardoor de vertragende vermogensfactor naar eenheid wordt teruggebracht. Omgekeerd, wanneer het systeem een leidende arbeidsfactor heeft, wat duidt op een tekort aan blindvermogen, kan de SVG blindvermogen opwekken om het systeem in balans te houden en een arbeidsfactor dicht bij 1 te houden.

 SVG als harmonische filter

Statische var-generatoren kunnen ook dienen als harmonische filters. In deze hoedanigheid verminderen ze actief harmonische vervorming in het systeem. De vermogenselektronische omvormer in de SVG kan compensatiestroom in het systeem injecteren om de harmonische stromen te neutraliseren die worden veroorzaakt door niet-lineaire belastingen.

Om dit te bereiken controleert de SVG voortdurend de harmonische inhoud van het systeem en produceert compenserende stroom met dezelfde amplitude maar tegengestelde fase om de harmonischen te elimineren. Deze dynamische aanpassing helpt bij het handhaven van een zuivere sinusvormige spanningsgolfvorm en zorgt ervoor dat gevoelige apparatuur wordt beschermd tegen de nadelige effecten van harmonischen.

Voordelen van actieve harmonische filters

Het gebruik van actieve harmonische filters, waarvan SVG's een uitstekend voorbeeld zijn, biedt verschillende opmerkelijke voordelen voor elektrische systemen en de faciliteiten die ze bedienen.

 Verbeterde stroomkwaliteit

Het duidelijkste voordeel van actieve harmonische filters is de verbetering van de stroomkwaliteit. Door actief harmonischen te verminderen en vermogensfactoren te corrigeren, zorgen deze filters ervoor dat de elektrische voeding stabiel en schoon is. Dit resulteert in een aanzienlijke vermindering van de spanningsvervorming, waardoor het risico op storingen in apparatuur wordt geminimaliseerd en de algehele prestaties van gevoelige apparaten worden verbeterd.

Energie-efficiëntie

Actieve harmonische filters kunnen de energie-efficiëntie op verschillende manieren helpen verbeteren. Door de behoefte aan reactief vermogen van het nutsbedrijf te verminderen, verminderen ze energieverliezen. Daarnaast zorgen ze ervoor dat apparatuur efficiënter kan werken door een vermogensfactor te handhaven die bijna gelijk is. Dit vertaalt zich in lagere energierekeningen en een kleinere ecologische voetafdruk.

 Bescherming van apparatuur

De aanwezigheid van harmonischen kan schadelijk zijn voor elektrische apparatuur. Het kan leiden tot oververhitting, een kortere levensduur van apparatuur en, in sommige gevallen, catastrofale uitval. Actieve harmonische filters spelen een cruciale rol in het beschermen van apparatuur tegen deze schadelijke effecten en zorgen ervoor dat de bedrijfsmiddelen van de faciliteit in goede conditie blijven.

​Naleving van normen

Veel landen en regio's hebben strenge voorschriften en normen om de stroomkwaliteit te waarborgen. Actieve harmonische filters helpen faciliteiten om aan deze eisen te voldoen door de arbeidsfactor en harmonische vervorming effectief te regelen. Naleving voorkomt niet alleen mogelijke boetes, maar zorgt ook voor een betrouwbare en stabiele stroomvoorziening.

Kostenbesparingen

Hoewel er initiële kosten verbonden zijn aan het installeren van actieve harmonische filters zoals SVG's, kunnen de kostenbesparingen op lange termijn aanzienlijk zijn. Lagere energierekeningen, lagere onderhoudskosten en een langere levensduur van de apparatuur dragen allemaal bij aan een overtuigend rendement op de investering.

Typische toepassingen van actieve harmonische filters

Actieve harmonische filters, waaronder SVG's, worden toegepast in een groot aantal industrieën en faciliteiten waar stroomkwaliteit en efficiëntie van cruciaal belang zijn. Enkele typische toepassingen zijn:

 ​Productiefaciliteiten

Productieomgevingen hebben vaak een groot aantal niet-lineaire belastingen, zoals frequentieregelaars, lassers en CNC-machines. Deze belastingen staan erom bekend dat ze harmonischen creëren die kunnen leiden tot problemen met de stroomkwaliteit. Actieve harmonische filters worden gebruikt om een stabiele stroomkwaliteit te garanderen, de uitvaltijd van apparatuur te minimaliseren en het energieverbruik te optimaliseren.

 Datacenters

Datacenters zijn zeer gevoelig voor storingen in de stroomkwaliteit. Elke onderbreking in de stroomtoevoer kan leiden tot gegevensverlies en systeemstoringen. Actieve harmonische filters worden gebruikt om spanningsvervorming tegen te gaan en de continue werking van kritieke IT-infrastructuur te garanderen.

 Commerciële gebouwen

In commerciële gebouwen zijn er talloze belastingen, waaronder verlichting, HVAC-systemen en liften, die problemen met de stroomkwaliteit kunnen veroorzaken. Actieve harmonische filters helpen de stroomkwaliteit te handhaven, de energiekosten te verlagen en de systemen in het gebouw te beschermen.

Hernieuwbare energiesystemen

Nu hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie steeds vaker voorkomen, spelen actieve harmonische filters een cruciale rol bij het waarborgen van de kwaliteit van de opgewekte stroom die aan het net wordt geleverd. Ze helpen de output van deze intermitterende energiebronnen te reguleren, waardoor ze betrouwbaarder en efficiënter worden.

 Grote industriële fabrieken

Grote industriële installaties met een breed scala aan machines en processen worden vaak geconfronteerd met uitdagingen op het gebied van stroomkwaliteit. Actieve harmonische filters worden gebruikt om vermogensfactoren te beheren en harmonischen te verminderen, wat resulteert in een verbeterde efficiëntie en bescherming van apparatuur.

Conclusie

In een wereld waar de vraag naar elektriciteit almaar toeneemt, is het van het grootste belang om de stroomkwaliteit en -efficiëntie op peil te houden. De Static Var Generator (SVG) en andere actieve harmonische filters spelen een centrale rol in het bereiken van deze doelstellingen. Door actief vermogensfactoren te beheren en harmonische vervorming te verminderen, verbeteren deze apparaten de betrouwbaarheid van elektrische systemen, verlagen ze de energiekosten en beschermen ze gevoelige apparatuur.

De voordelen van actieve harmonische filters strekken zich uit over verschillende industrieën, van productie en datacenters tot commerciële gebouwen en duurzame energiesystemen. Ze zorgen ervoor dat wordt voldaan aan de normen voor stroomkwaliteit, waardoor faciliteiten soepel kunnen werken, de operationele kosten worden verlaagd en wordt bijgedragen aan een duurzamere toekomst.

Naarmate de technologie zich blijft ontwikkelen, kunnen we nog geavanceerdere en efficiëntere oplossingen verwachten voor het beheren van de stroomkwaliteit en het verminderen van harmonischen. De SVG en zijn tegenhangers lopen voorop bij deze innovaties en hebben een grote invloed op de manier waarop we elektrische energie gebruiken.

​