همانطور که امکانات صنعتی مدرن به طور فزاینده ای از درایوهای فرکانس متغیر استفاده می کنند (VFDS) و سیستم های موتور کنترل شده با اینورتر, اعوجاج هارمونیک به یکی از مهم ترین چالش های کیفیت توان در سیستم های الکتریکی صنعتی تبدیل شده است. صنایعی مانند فرآوری شیمیایی, تصفیه آب, متالورژی, معدن, و تولید به شدت به مبدل های فرکانس با توان بالا برای بهبود بهره وری انرژی و کنترل فرآیند متکی است.. هر چند, این بارهای غیرخطی جریان های هارمونیک قابل توجهی تولید می کنند که می تواند ایمنی و پایداری شبکه برق را به طور جدی تحت تاثیر قرار دهد..
به عنوان مهندس برق ارشد در CoEpower, من یک پروژه جبران ساز موفق هارمونیک اجرا شده در یک کارخانه شیمیایی را به اشتراک خواهم گذاشت. این پروژه نحوه فیلتر هارمونیک فعال CoEpower را نشان می دهد (قوای) راه حل به طور موثری اعوجاج هارمونیک کل را کاهش داد 35% به تقریبا 5%, به طور قابل توجهی کیفیت توان و قابلیت اطمینان عملیاتی را بهبود می بخشد.
بررسی اجمالی پروژه
محل پروژه یک کارخانه شیمیایی بزرگ است که مجهز به سیستم های پمپ آب پرقدرت متعدد است. برای دستیابی به تنظیم کارآمد جریان و صرفه جویی در انرژی, این مرکز به طور گسترده درایوهای فرکانس متغیر را نصب کرده است (VFDS) برای کنترل سرعت پمپ.
در حالی که فناوری VFD کارایی عملیاتی را بهبود می بخشد, استقرار گسترده سیستم های اینورتر باعث ایجاد آلودگی هارمونیک شدید در شبکه برق نیروگاه شد..
جریان اعوجاج هارمونیک کل اندازه گیری شده (تدی) رسیده است:
- 35.8% در ترانسفورماتور بخش I
- 32.8% در ترانسفورماتور بخش II
چنین سطوح هارمونیک بالایی خطرات جدی ایجاد کرد, از جمله:
- گرمای بیش از حد ترانسفورماتور
- خرابی بانک خازن
- افزایش تلفات کابل
- گرم شدن بیش از حد موتور
- نقص دستگاه حفاظتی
- کاهش طول عمر تجهیزات
- ناپایداری فاکتور قدرت
- تداخل با تجهیزات حساس الکتریکی
برای اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار سیستم توزیع برق, کارخانه فوراً به یک راه حل کاهش هارمونیک حرفه ای نیاز داشت.
بررسی اجمالی سیستم توزیع برق
سیستم توزیع برق نیروگاه شامل:
- دو مجموعه ترانسفورماتور 10/0.4kV
- موتور پمپ آب با ظرفیت بالا
- چندین مبدل فرکانس با توان بالا
منابع هارمونیک اولیه VFD های پرقدرت متصل به سیستم های پمپ بودند.
در تاسیسات صنعتی, 6-مبدل های فرکانس پالس و 12 پالس معمولا هارمونیک های مرتبه پایین غالب را تولید می کنند, به خصوص:
- 5هارمونیک ام
- 7هارمونیک ام
- 11هارمونیک ام
- 13هارمونیک ام
در میان اینها, جریان هارمونیک 5 و 7 شدیدترین در این پروژه بود.
شکل موج فعلی یک الگوی اعوجاج دو قله کلاسیک را نشان میدهد, که نشان دهنده تأثیر بار غیرخطی جدی بر روی سیستم الکتریکی است.
تجزیه و تحلیل هارمونیک و چالش های کیفیت توان
قبل از جبران خسارت, اندازهگیریهای دقیق کیفیت توان چندین مسئله حیاتی را نشان داد.
اعوجاج کل هارمونیک بیش از حد
THDi اندازه گیری شده بیش از حد است 35%, بسیار بالاتر از استانداردهای قابل قبول کیفیت برق صنعتی.
طبق توصیه های بین المللی کیفیت توان مانند IEEE 519, اعوجاج هارمونیک بیش از حد می تواند منجر به مشکلات عملیاتی بزرگ شود.
استرس ترانسفورماتور و گرمای بیش از حد
جریان های هارمونیک تلفات جریان گردابی ترانسفورماتور و تلفات مس را افزایش می دهد, باعث افزایش غیرعادی دما و تسریع پیری عایق می شود.
کاهش بهره وری سیستم
شکل موج جریان تحریف شده منجر به تلفات توان اضافی در سراسر شبکه توزیع می شود, کاهش راندمان کلی الکتریکی.
خطرات رزونانس بالقوه
تعامل بین جریان های هارمونیک و بانک های خازن ممکن است شرایط تشدید ایجاد کند, تجهیزات جبران خسارت احتمالی.
نگرانی های قابلیت اطمینان تجهیزات
تجهیزات اتوماسیون صنعتی حساس می توانند در محیط های هارمونیک شدید دچار اختلال شوند.
مدیریت کارخانه, از این رو, نیاز به یک راه حل جبرانی هارمونیک قابل اعتماد و طولانی مدت که قادر به انجام آن باشد:
- سرکوب سریع هارمونیک
- جبران پویا
- عملکرد پایدار
- نصب فشرده
- اجرای مقرون به صرفه
راه حل جبران هارمونیک CoEpower
پس از تجزیه و تحلیل دقیق هارمونیک و بررسی سایت, مهندسان CoEpower یک طرح جبران هارمونیک متمرکز با استفاده از فیلترهای توان فعال طراحی کردند (APF).
تجهیزات انتخاب شده
پروژه راه حل زیر را اتخاذ کرد:
نوع تجهیزات: فیلتر هارمونیک فعال (قوای)
مدل: CoEpo APF/400-0.4-D
روش جبران خسارت: باس جبران هارمونیک متمرکز
ظرفیت نصب شده: 800یک ظرفیت کل
نوع نصب: ساختار قفسه نصب شده
محل نصب: داخل اتاق توزیع فشار ضعیف
چرا فیلترهای هارمونیک فعال انتخاب شدند?
در مقایسه با فیلترهای غیرفعال سنتی, فیلترهای هارمونیک فعال چندین مزیت مهم در کاربردهای صنعتی مدرن دارند.
جبران پویا بلادرنگ
AHF ها می توانند به طور خودکار جریان های هارمونیک را تشخیص دهند و جریان های جبران معکوس را در زمان واقعی تزریق کنند.
این پاسخ دینامیکی به سیستم اجازه می دهد تا با شرایط بار در حال تغییر مداوم سازگار شود.
سرکوب چند هارمونیک
راه حل CoEpower APF به طور موثر سرکوب می کند:
- 5هارمونیک ها
- 7هارمونیک ها
- 11هارمونیک ها
- 13هارمونیک ها
- هارمونیک های مرتبه بالاتر
به طور همزمان.
بدون خطر رزونانس
برخلاف فیلترهای غیرفعال, فیلترهای هارمونیک فعال شرایط تشدید خطرناکی را به سیستم الکتریکی وارد نمی کنند.
طراحی فشرده
به دلیل محدودیت فضای نصب در محل پروژه, کابینت های فشرده APF روی قفسه راه حل بسیار کارآمدی را ارائه می دهند.
گسترش انعطاف پذیر
طراحی مدولار امکان گسترش سیستم در آینده را در صورت اضافه شدن بارهای غیرخطی اضافی فراهم می کند.
طرح نصب
برای جبران جریان های هارمونیک تحت هر دو ترانسفورماتور, تیم مهندسی نصب کرد:
- یک واحد APF 400A در سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور بخش I
- یک واحد APF 400A در سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور بخش II
به دلیل محدودیت فضا و بهینه سازی هزینه ها, کابینت APF برای ترانسفورماتور بخش II با یک اتصال سمت بار معادل پیکربندی شده است..
این طراحی بهینه، پیچیدگی نصب را کاهش داد و عملکرد جبرانی عالی را حفظ کرد.
نتایج جبران هارمونیک
نتایج راه اندازی بهبود قابل توجهی را در کیفیت توان نشان داد.
بخش اول نتایج ترانسفورماتور
قبل از جبران خسارت
مشاهدات کلیدی گنجانده شده است:
- اعوجاج شکل موج شدید
- هارمونیک های غالب 5 و 7
- شکل موج جریان دو پیک
- رسیدن به THDi 35.8%
بخش I ترانسفورماتور پس از جبران
پس از فعال شدن سیستم CoEpower APF:
- THDi به تقریبا کاهش یافت 5%
- شکل موج فعلی به حالت نزدیک به سینوسی بازگشت
- جریان هارمونیک 5 به طور قابل توجهی کاهش یافت
- جریان هارمونیک 7 به طور قابل توجهی کاهش یافت
- ثبات سیستم به طور چشمگیری بهبود یافته است
اثر جبران به طور کامل الزامات کیفیت برق صنعتی را برآورده می کند.
بخش دوم نتایج ترانسفورماتور
قبل از جبران خسارت
سیستم به نمایش گذاشته شد:
- اعوجاج هارمونیک شدید
- شکل موج دو قله معمولی
- محتوای هارمونیک با مرتبه بالا
- رسیدن به THDi 32.8%
پس از جبران خسارت
به دنبال راه اندازی APF:
- THDi به حدود کاهش یافت 5%
- طیف هارمونیک به طور قابل توجهی بهینه شده است
- کیفیت شکل موج بازیابی شد
- تجهیزات الکتریکی با ثبات تر عمل کردند
عملکرد کلی سرکوب هارمونیک بسیار رضایت بخش بود.
مزایای کلیدی به دست آمده
این پروژه جبران هارمونیک مزایای عملیاتی و اقتصادی قابل توجهی را برای مشتری به ارمغان آورد.
کیفیت قدرت بهبود یافته
کاهش اعوجاج هارمونیک کل شبکه توزیع ولتاژ پایین را تثبیت کرد.
قابلیت اطمینان تجهیزات پیشرفته
ترانسفورماتورها, موتوری, کابل, و تابلو برق اکنون تحت شرایط الکتریکی سالم تر کار می کند.
کاهش تلفات حرارتی
جریان هارمونیک کمتر به معنای کاهش تلفات سیستم و کاهش تنش حرارتی است.
افزایش طول عمر تجهیزات
با به حداقل رساندن گرمای بیش از حد و استرس عایق, عمر سرویس تجهیزات به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
بهبود بهره وری سیستم
کیفیت برق تمیزتر، کارایی کلی انرژی را بهبود می بخشد.
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
مشتری اکنون می تواند انتظار خرابی تجهیزات کمتر و فرکانس نگهداری کمتر را داشته باشد.
چرا فیلترهای هارمونیک فعال CoEpower را انتخاب کنید؟
در CoEpower, ما در راه حل های کیفیت توان پیشرفته برای کاربردهای صنعتی تخصص داریم.
سیستم های فیلتر هارمونیک فعال ما ارائه می دهند:
- پاسخ پویا سریع
- دقت جبران بالا
- کنترل دیجیتال هوشمند
- مقیاس پذیری مدولار
- عملکرد طولانی مدت پایدار
- نصب و نگهداری آسان
تیم مهندسی ما تجربه گسترده ای در صنایع از جمله:
- کارخانه های شیمیایی
- تاسیسات تصفیه آب
- تولید
- معدن
- روغن & گاز
- مراکز داده
- سیستم های انرژی تجدید پذیر
پایان
این پروژه موفق کارخانه شیمیایی اثربخشی فیلترهای هارمونیک فعال CoEpower را در حل مشکلات اعوجاج هارمونیک شدید ناشی از مبدل های فرکانس با توان بالا نشان می دهد..
با کاهش THDi از بیش از حد 35% به تقریبا 5%, سیستم APF کیفیت برق را تا حد زیادی بهبود بخشید, افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی, و زیرساخت های الکتریکی حیاتی را محافظت کرد.
از آنجایی که تأسیسات صنعتی همچنان استفاده از تجهیزات مبتنی بر اینورتر را افزایش می دهند, کاهش هارمونیک یک نیاز کلیدی برای اطمینان از ایمن باقی خواهد ماند, کارآمد, و عملکرد سیستم الکتریکی پایدار.
اگر تاسیسات شما با مشکلات اعوجاج هارمونیک مواجه است, CoEpower می تواند تجزیه و تحلیل هارمونیک سفارشی و راه حل های جبرانی را متناسب با نیازهای برنامه شما ارائه دهد.
برای اطلاعات بیشتر در مورد راه حل های فیلتر هارمونیک صنعتی, از وب سایت CoEpower بازدید کنید: https://www.coepowers.com/
برچسب های کلمه کلیدی: جبران هارمونیک, فیلتر هارمونیک فعال, محلول AHF, کاهش اعوجاج هارمونیک, هارمونیک های درایو فرکانس متغیر, کاهش هارمونیک VFD, بهبود کیفیت قدرت, کاهش THDi, فیلتر هارمونیک صنعتی, فیلتر برق فعال, سیستم برق کارخانه شیمیایی, جبران جریان هارمونیک, فیلتر هارمونیک ولتاژ پایین, CoEpower APF, جبران هارمونیک اینورتر, راه حل های کیفیت برق, تهیه کننده, تولید کنندگان, کارخانه, شرکت, چین, عمده, خرید کردن, قیمت, نقل قول, انبوه, برای فروش, شرکت, انبار, هزینه.
