تجميع حالات تطبيق مرشح التوافقيات النشط AHF

مقدمة

مرشح التوافقيات النشط (AHF) هو جهاز إلكتروني للقدرة يستخدم لقمع التوافقيات ديناميكيًا وتعويض القدرة التفاعلية. مقارنة بالمرشحات السلبية التقليدية، يوفر AHF مزايا كبيرة بما في ذلك الاستجابة السريعة، وأداء التصفية المتفوق، وعدم التأثر بتغيرات معاوقة الشبكة، والقدرة على تصفية رتب توافقية متعددة في وقت واحد. في السنوات الأخيرة، مع الاستخدام الواسع للأحمال غير الخطية مثل محركات التردد المتغير (VFDs)، والمقومات، وأفران القوس الكهربائي في البيئات الصناعية، أصبحت مشكلة تلوث الشبكة بالتوافقيات بارزة بشكل متزايد، وزاد تطبيق AHF accordingly.

بفضل سنوات من التراكم التقني والخبرة الصناعية، قدمت شركة Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd. حلول إدارة جودة الطاقة للعديد من المؤسسات. يجمع هذا المستند حالات تطبيق واقعية لمرشح التوافقيات النشط AHF عبر صناعات متعددة، بما في ذلك قطاعات الكيماويات الإلكترونية وأشباه الموصلات والكيماويات، ليكون مرجعًا للمتخصصين في إدارة جودة الطاقة.

1. حالة صناعة الكيماويات الإلكترونية

1.1 معلومات العميل

شركة Hebei Kainuo Zhongxing Technology Co., Ltd.، التي تأسست في أكتوبر 2019، هي مؤسسة عالية التقنية أسسها فريق من الباحثين الحاصلين على الدكتوراه وغيرهم من الباحثين المؤهلين تأهيلاً عالياً. تلتزم الشركة بالعمليات الكيميائية الحيوية الخضراء والتنمية المستدامة، وتبني قاعدة إنتاج متخصصة للمواد الجديدة البصرية الإلكترونية والمواد الكيميائية الدقيقة الوظيفية في إطار فلسفة “التخصص، الدقة، الابتكار”.

1.2 الأحمال الرئيسية ومصادر التوافقيات

يستخدم خط الإنتاج لهذه المؤسسة عددًا كبيرًا من محركات التردد المتغير (VFDs). تعتبر VFDs أحمالاً غير خطية نموذجية تولد تيارات توافقية كبيرة أثناء التشغيل، خاصة التوافقيات المميزة من الرتب 5 و7 و11 و13. عند حقنها في شبكة الكهرباء، تسبب هذه التيارات التوافقية تشوه شكل الموجة voltage، وارتفاع حرارة المعدات، وتشغيلًا خاطئًا لأجهزة الحماية.

1.3 الحل

بعد إجراء تحليل مفصل لجودة الطاقة في الموقع، قام الفريق الفني لشركة Wenzheng Electric بتكوين مرشح التوافقيات النشط من سلسلة AHF لهذه المؤسسة. يتميز الحل بما يلي:

• تصميم معياري مع تكوين مرن للقدرة، قابل للتوسع حسب مستوى التوافقيات الفعلي
• استجابة ديناميكية سريعة مع وقت استجابة كامل أقل من 5 مللي ثانية، قادر على تتبع وتعويض التيارات التوافقية في غضون أجزاء من الثانية
• وظائف مزدوجة: قمع التوافقيات وتعويض القدرة التفاعلية في وحدة واحدة
• أجهزة طاقة كاملة التحكم (IGBT) مع خسائر منخفضة وكفاءة عالية
• حماية شاملة بما في ذلك الحماية من التيار الزائد والجهد الزائد وارتفاع درجة الحرارة
• وظائف ذكية مثل التعرف على التوصيل العكسي لمحول التيار والتكيف التلقائي لتسلسل الأطوار لسهولة التركيب

1.4 النتائج

بعد تركيب مرشح التوافقيات النشط AHF من Wenzheng Electric، تمت إدارة التوافقيات في نظام توزيع الطاقة للمؤسسة بشكل فعال. تم تقليل إجمالي تشويه التيار التوافقي (THDi) من 28% إلى أقل من 5%، مع تلبية جميع مؤشرات جودة الطاقة لمتطلبات المعيار الوطني GB/T 14549. تعمل معدات الإنتاج بشكل أكثر استقرارًا، وانخفضت معدلات أعطال المعدات بسبب التوافقيات بشكل كبير، وتم ضمان كفاءة الإنتاج بشكل فعال. العميل راضٍ جدًا عن نتائج المعالجة.

2. حالة صناعة أشباه الموصلات

2.1 مقدمة المشروع

شركة أشباه موصلات في ووشي هي مؤسسة تصنيع مستمر عالية الدقة. عمليات تصنيع أشباه الموصلات لها متطلبات صارمة للغاية لنظافة البيئة ودرجة الحرارة والرطوبة وجودة إمداد الطاقة. يتطلب المنشأة بأكملها جودة عالية جدًا للطاقة الكهربائية لأغراض الإنتاج. يستخدم خط الإنتاج العديد من المعدات الدقيقة الحساسة لجودة الطاقة.

2.2 تحليل مشكلة التوافقيات

تحتوي منشأة أشباه الموصلات على عدد كبير من الأحمال غير الخطية مثل VFDs وأنظمة UPS وأنظمة HVAC للغرف النظيفة. تسبب التيارات التوافقية التي تولدها هذه الأجهزة تداخلاً خطيرًا مع معدات أشباه الموصلات الدقيقة، وتحديداً:

• تسبب التوافقيات تشوه شكل موجة الجهد، مما يؤثر على التشغيل الطبيعي للمعدات الدقيقة مثل آلات الطباعة الضوئية
• تسبب التيارات التوافقية تسخينًا إضافيًا في المحولات والخطوط، مما يقلل من عمر المعدات
• قد يتسبب التداخل التوافقي في أعطال أنظمة التحكم، مما يؤثر على استمرارية الإنتاج
• تسبب التوافقيات زيادة تحميل الموصل المحايد، مما يشكل مخاطر على السلامة

2.3 الحل

أجرى الفريق الفني لشركة Wenzheng Electric تقييمًا شاملاً لجودة الطاقة لنظام توزيع مصنع أشباه الموصلات، وحلل بدقة خصائص التوافقيات لكل مصدر توافقي رئيسي، ووضع خطة تكوين AHF مستهدفة:

• تركيب AHF من Wenzheng Electric في لوحات التوزيع الرئيسية للتعويض المحلي
• استخدام توصيل ثلاثي الأطوار بأربعة أسلاك لتصفية توافقيات التسلسل الصفري بشكل فعال بما في ذلك الرتبة 3
• تكوين نظام مراقبة ذكي مع شاشة HMI تعمل باللمس 7 بوصات لمراقبة بيانات جودة الطاقة في الوقت الفعلي
• واجهات توسعة محجوزة لزيادة القدرة في المستقبل

2.4 النتائج

بعد تنفيذ المشروع، تمت إدارة التوافقيات في مصنع أشباه الموصلات بشكل شامل: تم تقليل إجمالي تشويه الجهد التوافقي (THDu) من 8.5% إلى أقل من 2%، وتم تقليل إجمالي تشويه التيار التوافقي (THDi) من 35% إلى أقل من 5%، وكلاهما ضمن حدود المعايير الوطنية. يعمل نظام توزيع الطاقة بأمان وموثوقية أكبر، وانخفض معدل فشل المعدات الدقيقة بشكل كبير، وتحسنت كفاءة خط الإنتاج وإنتاجية المنتج.

3. حالة الصناعة الكيميائية

3.1 خصائص الصناعة

تقع شركة Huizhou Renxin New Materials Co., Ltd. في المنطقة البتروكيماوية في دايا باي في مدينة هويتشو. تتخصص الشركة في إنتاج مواد خام البوليسترين وهي واحدة من الشركات الرائدة في تصنيع البوليسترين العام في الصين. الصناعة الكيميائية هي صناعة عمليات نموذجية ذات متطلبات عالية لاستمرارية الإنتاج وموثوقية إمداد الطاقة.

3.2 نقاط الألم التوافقية وعملية الاختيار

كشركة نموذجية في الصناعة الكيميائية، تستخدم عملية الإنتاج في Huizhou Renxin عددًا كبيرًا من أحمال VFD. تؤثر التوافقيات من الرتب 5 و7 و11 و13 الناتجة عن VFDs بشكل خطير على عملية الإنتاج وتشكل مخاطر سلامة كبيرة. ومن الجدير بالذكر أنه بعد تجربة نتائج غير مرضية مع علامات تجارية متعددة من المرشحات النشطة التي فشلت في حل مشاكل التوافقيات بشكل أساسي، اختارت الشركة في النهاية مرشح التوافقيات النشط AHF من Shanghai Wenzheng Electric.

3.3 الخصائص التقنية للحل

أظهر AHF من Wenzheng Electric المزايا التقنية التالية:

• وقت استجابة كامل أقل من 5 مللي ثانية، قادر على تتبع تغيرات الحمل بسرعة
• كفاءة تصفية تتجاوز 97%، تصفية فعالة للتوافقيات من الرتبة 2 إلى 50
• وظائف ذكية بما في ذلك التعرف على التوصيل العكسي لمحول التيار والتكيف التلقائي لتسلسل الأطوار
• شاشة HMI تعمل باللمس 7 بوصات لمراقبة بيانات التشغيل بشكل حدسي
• دعم الاتصال عن بعد والمراقبة المركزية
• تصميم معياري متوازي لموثوقية عالية – فشل وحدة واحدة لا يؤثر على الأخرى

3.4 النتائج وملاحظات العميل

بعد تركيب مرشح التوافقيات النشط AHF من Shanghai Wenzheng Electric، تمت إدارة التلوث التوافقي بشكل فعال. حصلت علامة Wenzheng Electric التجارية على ثناء عالٍ وثقة من العميل. في مشاريع التوسعة والتجديد اللاحقة، عينت Renxin شركة Wenzheng Electric كمورد وحيد لمرشحات التوافقيات النشطة AHF، مما يدل على التقدير العالي من العميل لجودة منتجات Wenzheng Electric وقدراتها التقنية.

4. نظرة عامة على تطبيقات AHF في الصناعات الأخرى

4.1 حالة صناعة الطاقة الجديدة

تتضمن عملية الإنتاج في مصنع الطاقة الجديدة عددًا كبيرًا من الأجهزة غير الخطية مثل العواكس والمقومات. قامت شركة Shanghai Wenzheng Electric بتكوين مرشحات التوافقيات النشطة AHF ومولدات VAR الساكنة SVG لقمع الرنين التوافقي بشكل فعال، وتحسين معامل القدرة، وتعزيز جودة الطاقة. بعد تنفيذ المشروع، ارتفع معامل القدرة من 0.72 إلى أكثر من 0.98، وتم تقليل محتوى التوافقيات إلى حدود المعايير الوطنية، وبلغ إجمالي التوفير السنوي في تكاليف الكهرباء حوالي 150,000 يوان.

4.2 حالة صناعة معالجة المياه

في مشروع محطة معالجة مياه الصرف الصحي البلدية، تستخدم المنافخ ومضخات الرفع والخلاطات تقنية VFD على نطاق واسع. أدى تطبيق AHF من Wenzheng Electric إلى تقليل محتوى التوافقيات من THDi 32% إلى 4.5%، مما يضمن تشغيلًا مستمرًا ومستقرًا لعملية معالجة المياه مع تقليل معدلات أعطال المعدات وتكاليف الصيانة. بلغت فترة استرداد الاستثمار 1.5 سنة فقط.

4.3 القيمة المشتركة لسلسلة AHF عبر الصناعات

• تصفية فعالة للتوافقيات من الرتبة 2 إلى 50، تقليل THDi إلى أقل من 5%
• تعويض متزامن للقدرة التفاعلية، تحسين معامل القدرة إلى أكثر من 0.99
• سرعة استجابة سريعة (وقت استجابة كامل <5 مللي ثانية)، التكيف مع تغيرات الحمل السريعة
• تصميم معياري مع توسيع مرن للقدرة، حتى 600 أمبير لكل وحدة
• مراقبة ذكية، تشغيل وصيانة مريحة
• ضمان كامل لمدة ثلاث سنوات ودعم فني مدى الحياة

5. دليل اختيار وتنفيذ AHF

5.1 اختيار السعة

يجب تحديد سعة AHF بناءً على مستويات التيار التوافقي الفعلية في الموقع. الإجراء العام هو:

1. استخدام محلل جودة الطاقة لإجراء قياسات في الموقع وتحديد محتوى كل رتبة توافقية
2. حساب القيمة الفعالة الإجمالية للتيار التوافقي (THDi)
3. تطبيق هامش أمان (عادة 10%-20%) لتحديد تيار التعويض المقدر لـ AHF

تقدم شركة Shanghai Wenzheng Electric خدمات مجانية لاختبار جودة الطاقة في الموقع، حيث يقوم مهندسون محترفون بإجراء القياسات باستخدام أجهزة دقيقة وتقديم مقترحات المعالجة.

5.2 موقع التركيب

يجب تحديد موقع تركيب AHF بناءً على توزيع مصادر التوافقيات:

1. الإدارة المركزية: تركيب AHF بسعة كبيرة في لوحة التوزيع الرئيسية، مناسب لمصادر التوافقيات الموزعة
2. الإدارة المحلية: تركيب AHF بسعة صغيرة بالقرب من مصدر التوافقيات، مناسب لمصادر التوافقيات المركزة
3. الإدارة الهجينة: الجمع بين النهج المركزي والمحلي لتحقيق التوازن بين الاستثمار والفعالية

5.3 احتياطات التركيب

1. يجب أن يستقبل AHF إشارات تيار الحمل عبر محولات التيار؛ تأكد من صحة موضع وقطبية محول التيار
2. يجب أخذ مصدر طاقة AHF من نقطة التصفية؛ انتبه إلى تناسق تسلسل الأطوار
3. يجب أن تكون بيئة تشغيل AHF جيدة التهوية مع درجة حرارة محيطة لا تتجاوز 40 درجة مئوية
4. افحص نظام تبريد AHF بانتظام وحافظ عليه لضمان تشغيل المروحة بشكل طبيعي
5. راجع بيانات تشغيل AHF بانتظام وتعامل مع أي خلل على الفور
6. يوصى بإجراء فحص شامل للمعدات كل ستة أشهر

الخاتمة

تلتزم شركة Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd. دائمًا بنهج يركز على العميل والابتكار القائم على التكنولوجيا، وتسعى جاهدة لتوفير حلول إدارة جودة الطاقة عالية الجودة والفعالة للعملاء في مختلف الصناعات. منذ إطلاقه، تم تطبيق مرشح التوافقيات النشط من سلسلة AHF بنجاح في العديد من الصناعات بما في ذلك الإلكترونيات وأشباه الموصلات والكيماويات والطاقة الجديدة ومعالجة المياه والصلب والمنسوجات والرعاية الصحية، متراكمًا خبرة غنية في المشاريع.

سنواصل التمسك بروحنا المؤسسية “الثبات والواقعية، الصدق والجدارة بالثقة”، ونعمل باستمرار على تحسين جودة المنتج ومستويات الخدمة لتوفير أفضل حلول إدارة جودة الطاقة لكل عميل. لمزيد من المعلومات حول المنتج أو لطلب خدمة مجانية لاختبار جودة الطاقة، لا تتردد في الاتصال بشركة Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd.