На современных промышленных объектах, особенно энергоемкие отрасли производства, такие как производство монокристаллического кремния, поддержание высокого качества электроэнергии имеет решающее значение для эксплуатационной надежности, энергоэффективность, и долговечность оборудования. Поскольку автоматизация производства и силовая электроника становятся все более распространенными, Гармоническое загрязнение стало одной из самых сложных проблем качества электроэнергии..
В CoEpower, Недавно мы завершили успешный проект по снижению гармоник для ведущего производителя монокристаллического кремния, расположенного в Нинся., Китай. Развернув нашу КоЭпо-АПФ-1200/0,4 Активная мощность фильтра, мы значительно снизили гармонические искажения, восстановлена стабильная работа системы компенсации, и улучшенные общие электрические характеристики.
В этой статье представлена предыстория проекта, вызовы, дизайн решения, результаты ввода в эксплуатацию, и уроки, извлеченные на местах.
Предыстория проекта
Заказчик управляет крупномасштабным предприятием по производству монокристаллического кремния.. Производственный процесс в значительной степени зависит от монокристаллических печей., которые представляют собой нелинейные нагрузки, генерирующие значительные гармонические токи.
Во время плановых проверок качества электроэнергии, заказчик обнаружил серьезные гармонические искажения во всей распределительной сети низкого напряжения. Существующая система пассивной компенсации часто давала сбои и не могла обеспечить эффективную компенсацию реактивной мощности из-за проблем с гармоническим резонансом..
По замерам на месте, в первую очередь пострадало оборудование:
- 3150 трансформатор кВА
- 10 кВ / 0.4 распределительная система кВ
- Несколько печей монокристаллического кремния
Заказчику требовалось немедленное и надежное решение, способное:
- Снижение гармонических искажений
- Защита электрооборудования
- Восстановление работы конденсаторной батареи
- Улучшение фактора мощности
- Обеспечение соблюдения стандартов качества электроэнергии
Почему гармоники являются серьезной проблемой в производстве кремния
На предприятиях по производству монокристаллического кремния используется большое количество:
- Переменные частоты дисков (VFDS)
- Выпрямители
- Силовые электронные преобразователи
- Мощное отопительное оборудование
Эти устройства потребляют несинусоидальные токи из сети., создавая гармоники, которые могут привести к:
Перегрев трансформатора
Чрезмерные гармонические токи увеличивают потери в меди и железе., сокращение ожидаемого срока службы трансформатора.
Неисправности конденсаторов
Банки конденсаторов могут резонировать с индуктивностью системы., вызывая перегрев и частые отключения.
Неисправности оборудования
Чувствительные системы управления могут испытывать ложные срабатывания., сбои связи, и неожиданные отключения.
Повышенные потери энергии
Более высокое содержание гармоник приводит к дополнительным потерям в системе и снижению энергоэффективности..
Плохой коэффициент мощности
Гармоники искажают форму сигналов тока, негативно влияет на полную мощность и увеличивает штрафы за коммунальные услуги.
Для этого проекта Нинся, уровни гармоник уже достигли точки, когда существующая система компенсации больше не может работать надежно..
Разработка решения CoEpower
После проведения комплексного обследования объекта и анализа качества электроэнергии, наша команда инженеров рекомендовала установить мощную систему активной фильтрации гармоник..
Установленное оборудование
| Параметр | Спецификация |
| Модель продукта | КоЭпо-АПФ-1200/0,4 |
| Общий компенсационный потенциал | 1200А |
| Количество установки | 1 Кабинет |
| Трансформаторная мощность | 3150 КВА |
| Системное напряжение | 400V. |
| Место установки | За компенсационным кабинетом |
Размеры шкафа АПФ составили:
1200мм × 1000 мм × 2200 мм
Решение было разработано для динамического обнаружения и компенсации гармонических токов в режиме реального времени., обеспечение непрерывного улучшения качества электроэнергии при различных условиях нагрузки.
Как работают фильтры активной мощности
В отличие от традиционных пассивных фильтров, нацеленных на определенные частоты гармоник., Активные фильтры мощности постоянно контролируют электрическую систему и подают равные, но противоположные гармонические токи..
Этот процесс эффективно подавляет нежелательные гармоники до того, как они распространятся по сети..
Ключевые преимущества включают в себя:
- Компенсация гармоник в реальном времени
- Динамическая адаптация нагрузки
- Отсутствие риска резонанса
- Одновременная компенсация реактивной мощности
- Сниженные требования к техническому обслуживанию
- Повышенная надежность системы
Для объектов с быстроменяющимися производственными нагрузками, APF часто являются предпочтительным решением по сравнению с технологиями пассивной фильтрации..
Монтаж и ввод в эксплуатацию
Процесс ввода в эксплуатацию проводился в нормальных производственных условиях для обеспечения точной оценки производительности..
Испытательное оборудование
Измерения проводились с помощью:
Анализатор качества электроэнергии FLUKE 435-II
Ключевые характеристики включены:
- МЭК 61000-4-30 Соответствие классу А
- Точность напряжения: 0.1%
- Текущая точность: 0.5%
- Комплексные возможности гармонического анализа
Местом проведения испытаний был шкаф входного распределения., что позволяет нам оценить общую производительность системы до и после активации APF.
Результаты подавления гармоник
Данные ввода в эксплуатацию продемонстрировали существенные улучшения качества как тока, так и напряжения..
Текущее снижение THD
До компенсации
Текущие общие гармонические искажения (ТГД):
28.9%
После компенсации
Текущие общие гармонические искажения (ТГД):
5.2%
Это представляет собой приблизительное:
82% снижение гармонических искажений тока.
Улучшение качества напряжения
До операции НПФ
КНИ по напряжению:
6.3%
После операции АПФ
КНИ по напряжению:
5.2%
Хотя искажение напряжения было менее серьезным, чем искажение тока., APF по-прежнему обеспечивает заметное улучшение качества формы сигнала напряжения..
Анализ гармонического порядка
Наиболее доминирующими гармониками, наблюдаемыми на месте, были:
- 5гармоника
- 7гармоника
- 11гармоника
НПФ эффективно подавил эти компоненты..
| Гармонический порядок | До НПФ | После НПФ | Снижение |
| 5тур | 398.3 А | 19.6 А | 95% |
| 7тур | 169 А | 12.5 А | 92.6% |
| 11тур | 123.9 А | 10.5 А | 91.5% |
Уменьшение этих доминирующих гармоник значительно улучшило общую стабильность системы и снизило электрическую нагрузку на трансформаторы и батареи конденсаторов..
Улучшение формы сигнала
Одним из наиболее заметных показателей эффективности APF стало преобразование сигналов системы..
До компенсации:
- Сильное искажение формы сигнала
- Значительное гармоническое содержание
- Повышенное электрическое напряжение
После компенсации:
- Формы сигналов стали почти синусоидальными
- Более низкие уровни искажений
- Повышенная эффективность передачи мощности
Это улучшение напрямую способствует увеличению срока службы оборудования и снижению затрат на техническое обслуживание..
Оптимизация коэффициента мощности
В дополнение к подавлению гармоник, система APF была настроена на компенсацию реактивной мощности.
После включения режима компенсации:
Достигнутый коэффициент мощности
ПФ = 1.0
Достижение коэффициента мощности, равного единице, дает ряд преимуществ.:
- Снижение штрафов за коммунальные услуги
- Улучшенное использование трансформатора
- Меньшие системные потери
- Повышенный электрический КПД
- Лучшее регулирование напряжения
Для промышленных пользователей с высоким ежемесячным потреблением энергии, даже небольшое улучшение коэффициента мощности может со временем привести к существенной экономии средств..
Преимущества клиента
После ввода в эксплуатацию, клиент получил несколько непосредственных преимуществ:
Повышенная надежность производства
Снижение гармонических помех свело к минимуму риски неожиданного отключения оборудования..
Улучшенная защита оборудования
Более низкие гармонические токи снижают тепловую нагрузку на трансформаторы., кабели, и распределитель.
Стабильная работа конденсатора
Существующая система компенсации теперь может работать без сбоев, связанных с резонансом..
Снижение затрат на техническое обслуживание
Более чистое качество электроэнергии приводит к увеличению срока службы оборудования и уменьшению количества ремонтов..
Готовность к будущему расширению
APF обеспечивает динамическую компенсацию, способную адаптироваться к будущему росту добычи..
Заключение
Этот проект демонстрирует, как передовая технология Active Power Filter может эффективно решать серьезные проблемы с гармониками в высокоэнергетических промышленных приложениях, таких как производство монокристаллического кремния..
Установив CoEpower CoEpo-APF-1200/0.4 Фильтр активной мощности, объект Нинся достиг:
✔ Текущий THD уменьшен с 28.9% к 5.2%
✔ Коэффициент нелинейных искажений по напряжению уменьшен с 6.3% к 5.2%
✔ 5-я гармоника уменьшена на 95%
✔ Коэффициент мощности повышен до 1.0
✔ Форма сигналов тока и напряжения близка к синусоидальной
✔ Надежная работа системы компенсации
Поскольку отрасли продолжают внедрять все больше силового электронного оборудования, снижение гармоник будет становиться все более важным для поддержания качества электроэнергии и эксплуатационной эффективности.. CoEpower по-прежнему стремится предоставлять инновационные решения APF, которые помогают промышленным заказчикам достигать более безопасных результатов., чище, и более надежные электрические системы.
О CoEpower
CoEpower специализируется на решениях по обеспечению качества электроэнергии, включая:
- Фильтры активной мощности (APF)
- Статические генераторы VAR (Svg)
- Гибридные фильтры гармоник
- Системы коррекции коэффициента мощности
- Решения по энергоэффективности
Если на вашем предприятии наблюдаются гармонические искажения, отказы конденсаторов, перегрев трансформатора, или плохой коэффициент мощности, свяжитесь с командой инженеров CoEpower, чтобы обсудить индивидуальное решение по улучшению качества электроэнергии.
Теги：
Активная мощность фильтра, Решение НПФ, Гармоническое смягчение, Гармоническая фильтрация, Улучшение качества электроэнергии, Производство монокристаллического кремния, Промышленные гармоники, Коррекция коэффициента мощности, CoEpower НПФ, Снижение гармонических искажений, Электрическая энергетическая эффективность, Промышленная энергетическая система, МЭК 61000-4-30, Гармоническая компенсация, Практический пример качества электроэнергии, поставщики, производители, фабрика, компания, Китай, оптом, купить, цена, цитата, масса, для продажи, Компании, запас, расходы.
