הרמוניות – במוזיקה זה קלאסי, אבל לא במפעל פלסטיק

הפרעת חשמל הנוצרת כתוצאה מעומסים לא אחידים ברשת החשמל נקראת הרמוניה. למרות שמה השליו והפסטורלי, היא עלולה לגרום לא מעט נזקים לציוד אלקטרוני המחובר לרשת החשמל ולפגוע בתהליכי ייצור חיוניים. על מנת למזער תופעה זו, חברת POS מציעה שני סוגים של מסנני הרמוניות – מסנן אקטיבי ומסנן פסיבי

ימין: תמונה 1: תיאור סכמטי של מסנן הרמוניות אקטיבי. מימין ניתן לראות את ההרמוניות היוצרות הפרעה. משמאל ניתן לראות את ההרמוניות שהמסנן יוצר כדי לבטל את ההפרעה. למעלה ניתן לראות את התוצאה, זרם חשמל איכותי ללא הפרעות. מומלץ להתקין המסננים כמה שיותר קרוב למקור הזיהום ההרמוני . שמאל: תמונה 2: נזקים שונים שנגרמים עקב הרמוניות: חימום יתר של כבילה והדקים היכולים להוביל לשריפה של ממש ולנזק תפעולי למפעל מייצר.

הרמוניה: "תיאום מוצלח, שני צלילים בעלי גובה שונה הנשמעים בו זמנית" (ויקיפדיה). כשאנחנו מדברים על משהו הרמוני, אנחנו מתכוונים למשהו שכל חלקיו נעים בתיאום מושלם. במוזיקה, הרמוניה פירושה שאין זיופים, ושכל הצלילים מתאימים זה לזה והמנגינה נעימה לאוזן. אנשים שואפים לחיות בהרמוניה עם סביבתם. אז מדוע אנחנו ממש לא רוצים שתהיינה הרמוניות בזרם ובמתח החשמל שלנו?

על הרמוניה וחשמל

ראשית יש להבין מהן הרמוניות, ממה הן נגרמות ואיך הן פוגעות באיכות החשמל שלנו ומשפיעות על הציוד החשמלי. ובכן, הרמוניות בזרם החשמלי נוצרות מעומסים לא ליניאריים המתרחשים ברשת החשמל. עומסים אלו יכולים לנבוע מציוד שונה שמחובר לחשמל, החל ממחשבים, שרתים, טלוויזיות, תאורת LED, מכשירי אל פסק (UPS) וכלה במכונות ריתוך, מכונות יציקה וממירים למיניהם. ההרמוניות בזרם גורמות להרמוניות במתח (הרי הכל קשור לחוק אוהם המפורסם) וההפרעה הזו יוצרת בעיות באיכות החשמל.

הרמוניות יכולות לגרום לנזק משמעותי לציוד החשמלי – חימום יתר של כבלים ושנאים, רעידות, עומס יתר על מנועים, נזק לכרטיסים מודפסים וקבלים ותקלות בציוד אלקטרוני רגיש.

חיים בהרמוניה ללא הרמוניות חשמליות

הפתרון להפרעה זו הינו מסנן הרמוניות. קיימים שני סוגים של מסננים הרמוניים: מסננים אקטיביים ומסננים פסיביים. חברת POS, המתמחה בפתרונות לאיכות חשמל מציעה את שניהם.

מסנן הרמוניות אקטיבי (Active Harmonic Filter – AHF) של חברת Merus Power האירופאית. מסנן זה מסוגל לטפל במקביל בכל ספקטרום ההרמוניות הרלוונטי, משמע הרמוניה שניה עד הרמוניה חמישים, לאזן עומסים, לטפל בשינויי מתח והבהובים וכן לשפר את מקדם ההספק. המסנן מתאים לאפליקציות שונות של עומסים לא ליניאריים. בתעשיית הפלסטיק קיים ריבוי של ווסתי מהירות במכונות ההזרקה וכן באקסטרודרים ולא פעם ניתן לראות במדידה מקצועית עם אנלייזר איכות חשמל, ערכי הרמוניות בינוניים עד גבוהים מאד בחלק מהמתקנים.

את המסנן ניתן להתקין במספר גדלים: 50, 100, 150 ו-200 אמפר. המערכות הן מודולריות, כך שניתן להרכיב מסנן של A300 לדוגמא, ממסנן של A100+A200 . המסננים מתאימים למתחים שונים: 400V, 690V ו-960V. המסנן מגיע עם מסך HMI גדול ונוח לתפעול של עד 7 מסננים במקביל. נצילות המסנן הינה גבוהה   מאד, כ-97.7%.  

המסנן האקטיבי מותקן במקביל לעומס. הוא מודד את הרמוניות הזרם אשר מגיעות למתקן החשמלי, וכאשר הוא מזהה הרמוניות זרם, הוא מזריק הרמוניות זרם זהות אך בהיפוך מופע, מה שגורם לביטולן. כך הוא מסוגל לתקן גם את מקדם הספק ולאזן את זרמי החשמל.

מסנן הרמוניות פסיבי (LCL) של חברת Hilkar הטורקית. מסנן זה הוא בעצם מעגל LC (סליל/קבל) אשר מכוון לתדר של הרמוניה מסויימת או לתדר ביניים המפצה על תחום הרמוניות מצומצם. הוא מותקן בין רשת החשמל  לבין המתקן החשמלי.

תמונה 3: מסנני הרמוניות. מימין: מסנן אקטיבי של חברת MERUS POWER, משמאל: מסנן פסיבי של חברת Hilkar.

אז במה כדאי לבחור?

יתרונותיו של המסנן האקטיבי רבים ועולים כמובן על אלו של הפסיבי. הוא מפצה על תחום רחב של הרמוניות, בניגוד למסנן הפסיבי שמסוגל לפצות על הרמוניית זרם אחת, או על תחום מצומצם ביותר. הוא אינו מגיע לרוויה כתוצאה מעומס יתר, בעל נצילות גבוהה יותר ואינו מושפע ממצב רשת החשמל. לעומתו, המסנן הפסיבי מושפע מקיבוליות הרשת ואף יכול להיכנס לרוויה כתוצאה מעומס יתר. המסנן האקטיבי גמיש ומאפשר הגדרה של פיצוי של הרמוניות ספציפיות והמסנן הפסיבי קבוע ולא ניתן לכיוון. המסנן האקטיבי יכול להיות מחובר לפילטרים נוספים, לפצות על חוסר איזון בעומסים ולהתאים את עצמו באופן אוטומטי לעומס החשמלי. המסנן האקטיבי עולה על הפאסיבי בכל הפרמטרים! 

על מנת לבחור את המסנן המתאים ביותר לרשת החשמל שלכם, חברת POS מעמידה מהנדסים וטכנאי שירות מנוסים, אשר יבצעו סקר חשמל ויבחנו את ההרמוניות הנפוצות ברשת החשמל במפעל וימליצו על המסנן המתאים ביותר במידה ויש צורך בכך.

למידע נוסף:
POS, נעם מצר,-0219 058-627,[email protected]
מיקי זיו, 052-260-2724, [email protected]