در تاسیسات صنعتی مدرن, به ویژه بخش های تولیدی انرژی بر مانند تولید سیلیکون تک کریستالی, حفظ کیفیت توان بالا برای قابلیت اطمینان عملیاتی حیاتی است, بهره وری انرژی, و طول عمر تجهیزات. همانطور که اتوماسیون تولید و الکترونیک قدرت به طور فزاینده ای رایج می شوند, آلودگی هارمونیک به عنوان یکی از چالش برانگیزترین مسائل کیفیت برق ظاهر شده است.
در CoEpower, ما اخیراً یک پروژه کاهش هارمونیک موفق را برای یک سازنده پیشرو سیلیکون تک کریستالی واقع در Ningxia تکمیل کردیم., چین. با استقرار ما CoEpo-APF-1200/0.4 فیلتر برق فعال, ما اعوجاج هارمونیک را به طور قابل توجهی کاهش دادیم, عملکرد پایدار سیستم جبران را بازیابی کرد, و عملکرد کلی الکتریکی را بهبود بخشید.
این مقاله پیشینه پروژه را ارائه می دهد, چالش ها, طراحی راه حل, نتایج راه اندازی, و درس های آموخته شده از این حوزه.
پیشینه پروژه
مشتری یک مرکز تولید سیلیکون تک کریستالی در مقیاس بزرگ را اداره می کند. فرآیند تولید به شدت به کوره های تک کریستالی متکی است, که بارهای غیر خطی هستند که جریان های هارمونیک قابل توجهی تولید می کنند.
در طول بازرسی های معمول کیفیت برق, مشتری اعوجاج هارمونیک شدید را در سراسر شبکه توزیع ولتاژ پایین کشف کرد. سیستم جبران غیرفعال موجود اغلب دچار نقص می شود و به دلیل مشکلات تشدید هارمونیک قادر به ارائه جبران توان راکتیو موثر نبود..
با توجه به اندازه گیری در محل, تجهیزات آسیب دیده اولیه یک بود:
- 3150 ترانسفورماتور kVA
- 10 کیلوولت / 0.4 سیستم توزیع کیلوولت
- کوره های سیلیکونی تک کریستالی متعدد
مشتری نیاز به راه حلی فوری و قابل اعتماد دارد که قادر به انجام آن باشد:
- کاهش اعوجاج هارمونیک
- حفاظت از تجهیزات الکتریکی
- بازیابی عملکرد بانک خازن
- بهبود فاکتور قدرت
- اطمینان از رعایت استانداردهای کیفیت برق
چرا هارمونیک ها یک مشکل جدی در تولید سیلیکون هستند؟
تاسیسات تولید سیلیکون تک کریستالی از تعداد زیادی استفاده می کنند:
- درایوهای فرکانس متغیر (VFDS)
- یکسو کننده ها
- مبدل های الکترونیکی قدرت
- تجهیزات گرمایشی با قدرت بالا
این دستگاه ها جریان های غیر سینوسی را از شبکه می گیرند, ایجاد هارمونیک هایی که می تواند منجر به:
گرمای بیش از حد ترانسفورماتور
جریان های هارمونیک بیش از حد باعث افزایش تلفات مس و آهن می شود, کاهش طول عمر ترانسفورماتور.
خرابی خازن
بانک های خازن ممکن است با اندوکتانس سیستم طنین انداز شوند, باعث گرم شدن بیش از حد و سفت شدن مکرر می شود.
خرابی تجهیزات
سیستم های کنترل حساس می توانند تحریک نادرست را تجربه کنند, شکست های ارتباطی, و خاموشی های غیرمنتظره.
افزایش تلفات انرژی
محتوای هارمونیک بالاتر منجر به تلفات اضافی سیستم و کاهش بازده انرژی می شود.
ضریب قدرت ضعیف
هارمونیک ها شکل موج های فعلی را منحرف می کنند, تأثیر منفی بر قدرت ظاهری و افزایش جریمه های برق.
برای این پروژه Ningxia, سطوح هارمونیک قبلاً به نقطه ای رسیده بود که سیستم جبرانی موجود دیگر نمی توانست به طور قابل اعتماد کار کند.
طراحی راه حل CoEpower
پس از انجام بررسی جامع سایت و تحلیل کیفیت برق, تیم مهندسی ما نصب یک سیستم فیلتر هارمونیک فعال با ظرفیت بالا را توصیه کرد.
تجهیزات نصب شده
| پارامتر | مشخصات |
| مدل محصول | CoEpo-APF-1200/0.4 |
| ظرفیت کل جبران خسارت | 1200بوها |
| مقدار نصب | 1 کابینه |
| ظرفیت ترانسفورماتور | 3150 kva |
| ولتاژ سیستم | 400حرفهای |
| محل نصب | پشت کابینه جبران خسارت |
ابعاد کابینت APF بود:
1200میلی متر × 1000 میلی متر × 2200 میلی متر
این راه حل برای تشخیص دینامیکی و جبران جریان های هارمونیک در زمان واقعی طراحی شده است, حصول اطمینان از بهبود مستمر کیفیت توان تحت شرایط بار متفاوت.
فیلترهای اکتیو پاور چگونه کار می کنند
برخلاف فیلترهای غیرفعال سنتی که فرکانس های هارمونیک خاصی را هدف قرار می دهند, فیلترهای اکتیو پاور به طور مداوم سیستم الکتریکی را کنترل می کنند و جریان های هارمونیک برابر اما مخالف تزریق می کنند.
این فرآیند به طور موثر هارمونیک های ناخواسته را قبل از انتشار در شبکه لغو می کند.
مزایای کلیدی عبارتند از:
- جبران هارمونیک بلادرنگ
- سازگاری بار دینامیکی
- بدون خطر رزونانس
- جبران توان راکتیو همزمان
- کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری
- قابلیت اطمینان سیستم بهبود یافته است
برای تأسیسات با بارهای تولید به سرعت در حال تغییر, APF ها اغلب راه حل ترجیحی در مقایسه با فناوری های فیلتر غیرفعال هستند.
نصب و راه اندازی
فرآیند راه اندازی در شرایط عادی تولید برای اطمینان از ارزیابی دقیق عملکرد انجام شد.
تجهیزات تست
اندازه گیری ها با استفاده از a انجام شد:
آنالایزر کیفیت برق FLUKE 435-II
مشخصات کلیدی گنجانده شده است:
- IEC 61000-4-30 مطابقت با کلاس A
- دقت ولتاژ: 0.1%
- دقت فعلی: 0.5%
- قابلیت تحلیل هارمونیک جامع
محل آزمایش کابینه توزیع ورودی بود, به ما امکان می دهد عملکرد کلی سیستم را قبل و بعد از فعال سازی APF ارزیابی کنیم.
نتایج کاهش هارمونیک
دادههای راهاندازی بهبودهای قابلتوجهی را در کیفیت جریان و ولتاژ نشان میدهد.
کاهش فعلی THD
قبل از جبران خسارت
اعوجاج هارمونیک کل فعلی (قصبه):
28.9%
پس از جبران خسارت
اعوجاج هارمونیک کل فعلی (قصبه):
5.2%
این یک عدد تقریبی را نشان می دهد:
82% کاهش اعوجاج هارمونیک جریان.
بهبود کیفیت ولتاژ
قبل از عملیات APF
ولتاژ THD:
6.3%
پس از عملیات APF
ولتاژ THD:
5.2%
اگرچه اعوجاج ولتاژ شدیدتر از اعوجاج جریان بود, APF هنوز هم بهبود قابل توجهی در کیفیت شکل موج ولتاژ ایجاد می کند.
تجزیه و تحلیل نظم هارمونیک
غالب ترین هارمونیک های مشاهده شده در محل، هارمونیک ها بودند:
- 5هارمونیک ام
- 7هارمونیک ام
- 11هارمونیک ام
APF به طور موثر این اجزا را سرکوب کرد.
| نظم هارمونیک | قبل از APF | بعد از APF | کاهش |
| 5هفتم | 398.3 بوها | 19.6 بوها | 95% |
| 7هفتم | 169 بوها | 12.5 بوها | 92.6% |
| 11هفتم | 123.9 بوها | 10.5 بوها | 91.5% |
کاهش این هارمونیک های غالب به طور قابل توجهی باعث بهبود پایداری کلی سیستم و کاهش تنش الکتریکی روی ترانسفورماتورها و بانک های خازن شد..
بهبود شکل موج
یکی از قابل مشاهده ترین شاخص های اثربخشی APF تغییر شکل موج سیستم بود.
قبل از جبران خسارت:
- اعوجاج شکل موج شدید
- محتوای هارمونیک قابل توجه
- افزایش استرس الکتریکی
بعد از جبران:
- شکل موج تقریباً سینوسی شد
- سطوح اعوجاج پایین تر
- بهبود راندمان انتقال نیرو
این بهبود به طور مستقیم به طول عمر بیشتر تجهیزات و کاهش هزینه های نگهداری کمک می کند.
بهینه سازی ضریب توان
علاوه بر کاهش هارمونیک, سیستم APF برای ارائه جبران توان راکتیو پیکربندی شده است.
پس از فعال کردن حالت جبران:
ضریب قدرت به دست آمد
PF = 1.0
دستیابی به ضریب توان واحد چندین مزیت را به همراه دارد:
- کاهش جریمه های تاسیساتی
- بهبود استفاده از ترانسفورماتور
- تلفات سیستم کمتر
- افزایش راندمان الکتریکی
- تنظیم بهتر ولتاژ
برای کاربران صنعتی با مصرف انرژی ماهانه بالا, حتی پیشرفت های کوچک در ضریب توان می تواند صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها در طول زمان ایجاد کند.
مزایای مشتری
به دنبال راه اندازی, مشتری چندین مزیت فوری را تجربه کرد:
بهبود قابلیت اطمینان تولید
کاهش تداخل هارمونیک خطرات خاموش شدن غیرمنتظره تجهیزات را به حداقل رساند.
حفاظت از تجهیزات پیشرفته
جریان های هارمونیک کمتر، تنش حرارتی روی ترانسفورماتورها را کاهش داد, کابل, و سوئیچ.
عملکرد خازن پایدار
سیستم جبران موجود اکنون می تواند بدون خرابی های مرتبط با رزونانس کار کند.
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
کیفیت برق تمیزتر باعث عمر طولانی تر تجهیزات و تعمیرات کمتر می شود.
آمادگی توسعه آینده
APF جبران پویا را فراهم می کند که قادر به تطبیق با رشد تولید آینده است.
پایان
این پروژه نشان می دهد که چگونه فناوری پیشرفته فیلتر توان فعال می تواند به طور موثر مشکلات هارمونیک شدید را در کاربردهای صنعتی پرانرژی مانند تولید سیلیکون تک کریستالی حل کند..
با نصب فیلتر برق فعال CoEpower CoEpo-APF-1200/0.4, تاسیسات Ningxia به دست آورد:
✔ THD فعلی کاهش یافته است 28.9% به 5.2%
✔ ولتاژ THD کاهش یافته است 6.3% به 5.2%
✔ هارمونیک پنجم کاهش یافته است 95%
✔ ضریب قدرت بهبود یافته است 1.0
✔ شکل موج جریان و ولتاژ نزدیک به سینوسی
✔ عملکرد قابل اعتماد سیستم جبران
همانطور که صنایع همچنان به استفاده از تجهیزات الکترونیکی قدرت بیشتری ادامه می دهند, کاهش هارمونیک به طور فزاینده ای برای حفظ کیفیت توان و راندمان عملیاتی مهم خواهد شد. CoEpower متعهد به ارائه راهحلهای APF نوآورانه است که به مشتریان صنعتی کمک میکند تا امنیت بیشتری کسب کنند, تمیز کننده, و سیستم های الکتریکی قابل اطمینان تر.
درباره CoEpower
CoEpower در راه حل های کیفیت برق از جمله متخصص است:
- فیلترهای اکتیو پاور (APF)
- ژنراتورهای استاتیک وار (SVG)
- فیلترهای هارمونیک هیبریدی
- سیستم های تصحیح ضریب قدرت
- راه حل های بهره وری انرژی
اگر تاسیسات شما دچار اعوجاج هارمونیک است, خرابی خازن, گرمای بیش از حد ترانسفورماتور, یا ضریب توان ضعیف, با تیم مهندسی CoEpower تماس بگیرید تا در مورد راه حل بهبود کیفیت توان سفارشی صحبت کنید.
برچسب ها：
فیلتر برق فعال, راه حل APF, کاهش هارمونیک, فیلتر هارمونیک, بهبود کیفیت برق, تولید سیلیکون تک کریستالی, هارمونیک های صنعتی, تصحیح عامل قدرت, CoEpower APF, کاهش اعوجاج هارمونیک, بهره وری انرژی الکتریکی, سیستم برق صنعتی, IEC 61000-4-30, جبران هارمونیک, مطالعه موردی کیفیت برق, تهیه کننده, تولید کنندگان, کارخانه, شرکت, چین, عمده, خرید کردن, قیمت, نقل قول, انبوه, برای فروش, شرکت, انبار, هزینه.
