รวบรวมกรณีการใช้งาน AHF ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ

คำนำ

ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ (AHF) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ใช้สำหรับการระงับฮาร์มอนิกแบบไดนามิกและชดเชยกำลังรีแอกทีฟ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกรองแบบพาสซีฟแบบดั้งเดิม AHF มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ รวมถึงการตอบสนองที่รวดเร็ว ประสิทธิภาพการกรองที่เหนือกว่า ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ของกริด และความสามารถในการกรองฮาร์มอนิกหลายลำดับพร้อมกัน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการใช้โหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างแพร่หลาย เช่น ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) วงจรเรียงกระแส และเตาอาร์กไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม ปัญหามลพิษฮาร์มอนิกของกริดไฟฟ้าทวีความรุนแรงมากขึ้น และการใช้งาน AHF ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ด้วยประสบการณ์ทางเทคนิคและความรู้ในอุตสาหกรรมที่สั่งสมมาหลายปี บริษัท Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd. ได้ให้บริการโซลูชันการจัดการคุณภาพพลังงานแก่โรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมาก เอกสารนี้รวบรวมกรณีการประยุกต์ใช้จริงของตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ AHF ในหลายอุตสาหกรรม รวมถึงภาคส่วนเคมีอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ และเคมีภัณฑ์ เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดการคุณภาพพลังงาน

1. กรณีอุตสาหกรรมเคมีอิเล็กทรอนิกส์

1.1 ข้อมูลลูกค้า

บริษัท Hebei Kainuo Zhongxing Technology Co., Ltd. ก่อตั้งขึ้นในเดือนตุลาคม 2019 เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่ก่อตั้งโดยทีมนักวิจัยระดับปริญญาเอกและนักวิจัยที่มีคุณสมบัติสูงอื่นๆ บริษัทมุ่งมั่นในกระบวนการชีวเคมีสีเขียวและการพัฒนาที่ยั่งยืน กำลังสร้างฐานการผลิตเฉพาะทางสำหรับวัสดุใหม่ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และเคมีภัณฑ์ละเอียดเชิงฟังก์ชันภายใต้ปรัชญา “ความเชี่ยวชาญ ความแม่นยำ นวัตกรรม”

1.2 โหลดหลักและแหล่งกำเนิดฮาร์มอนิก

สายการผลิตของโรงงานแห่งนี้ใช้ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) จำนวนมาก VFD เป็นโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นทั่วไปซึ่งสร้างกระแสฮาร์มอนิกที่มีนัยสำคัญระหว่างการทำงาน โดยเฉพาะฮาร์มอนิกคุณลักษณะลำดับที่ 5, 7, 11 และ 13 เมื่อกระแสฮาร์มอนิกเหล่านี้ถูกฉีดเข้าสู่กริดไฟฟ้า จะทำให้เกิดการบิดเบือนรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า ความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์ และการทำงานผิดพลาดของอุปกรณ์ป้องกัน

1.3 วิธีแก้ไข

หลังจากดำเนินการวิเคราะห์คุณภาพพลังงานในสถานที่อย่างละเอียด ทีมเทคนิคของ Wenzheng Electric ได้กำหนดค่าตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟซีรีส์ AHF สำหรับโรงงานแห่งนี้ โซลูชันประกอบด้วย:

• การออกแบบแบบโมดูลาร์ พร้อมการกำหนดค่ากำลังไฟฟ้าที่ยืดหยุ่น ขยายได้ตามระดับฮาร์มอนิกจริง
• การตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว ด้วยเวลาตอบสนองเต็มที่น้อยกว่า 5ms สามารถติดตามและชดเชยกระแสฮาร์มอนิกได้ภายในมิลลิวินาที
• ฟังก์ชันคู่ สำหรับการระงับฮาร์มอนิกและการชดเชยกำลังรีแอกทีฟในหน่วยเดียว
• อุปกรณ์กำลังที่ควบคุมได้เต็มที่ (IGBT) พร้อมการสูญเสียต่ำและประสิทธิภาพสูง
• การป้องกันที่ครอบคลุม รวมถึงการป้องกันกระแสเกิน แรงดันเกิน และอุณหภูมิเกิน
• ฟังก์ชันอัจฉริยะ เช่น การระบุการเชื่อมต่อกลับด้านของ CT และการปรับลำดับเฟสอัตโนมัติเพื่อการติดตั้งง่าย

1.4 ผลลัพธ์

หลังจากติดตั้งตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ AHF ของ Wenzheng Electric แล้ว ฮาร์มอนิกในระบบจำหน่ายไฟฟ้าของโรงงานได้รับการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ การบิดเบือนกระแสฮาร์มอนิกรวม (THDi) ลดลงจาก 28% เหลือต่ำกว่า 5% โดยตัวชี้วัดคุณภาพพลังงานทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 14549 อุปกรณ์การผลิตทำงานได้เสถียรยิ่งขึ้น อัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์เนื่องจากฮาร์มอนิกลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และประสิทธิภาพการผลิตได้รับการรับประกันอย่างมีประสิทธิภาพ ลูกค้าพึงพอใจอย่างมากกับผลลัพธ์

2. กรณีอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

2.1 แนะนำโครงการ

บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ในอู๋ซีเป็นองค์กรการผลิตต่อเนื่องที่มีความแม่นยำสูง กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์มีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งสำหรับความสะอาดของสภาพแวดล้อม อุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟ ทั้งโรงงานต้องการคุณภาพไฟฟ้าที่สูงมากสำหรับการผลิต สายการผลิตใช้อุปกรณ์ความแม่นยำจำนวนมากที่ไวต่อคุณภาพพลังงาน

2.2 การวิเคราะห์ปัญหาฮาร์มอนิก

โรงงานเซมิคอนดักเตอร์มีโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นจำนวนมาก เช่น ระบบ VFD ระบบ UPS และระบบ HVAC สำหรับห้องสะอาด กระแสฮาร์มอนิกที่เกิดจากอุปกรณ์เหล่านี้ก่อให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรงกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความแม่นยำ โดยเฉพาะ:

• ฮาร์มอนิกทำให้เกิดการบิดเบือนรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า ส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ เช่น เครื่องลิโทกราฟี
• กระแสฮาร์มอนิกทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมในหม้อแปลงและสายไฟ ลดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
• การรบกวนของฮาร์มอนิกอาจทำให้ระบบควบคุมทำงานผิดพลาด ส่งผลต่อความต่อเนื่องของการผลิต
• ฮาร์มอนิกทำให้เกิดการโอเวอร์โหลดของสายนิวทรัล ก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย

2.3 วิธีแก้ไข

ทีมเทคนิคของ Wenzheng Electric ได้ดำเนินการประเมินคุณภาพพลังงานอย่างครอบคลุมของระบบจำหน่ายไฟฟ้าของโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ วิเคราะห์ลักษณะฮาร์มอนิกของแต่ละแหล่งฮาร์มอนิกหลักอย่างแม่นยำ และพัฒนาแผนการกำหนดค่า AHF ที่ตรงเป้าหมาย:

• ติดตั้ง AHF ของ Wenzheng Electric ที่ตู้จ่ายไฟหลักเพื่อการชดเชยในพื้นที่
• ใช้การเชื่อมต่อสามเฟสสี่สายเพื่อกรองฮาร์มอนิกลำดับศูนย์อย่างมีประสิทธิภาพรวมถึงลำดับที่ 3
• กำหนดค่าระบบตรวจสอบอัจฉริยะพร้อมหน้าจอสัมผัส HMI ขนาด 7 นิ้วสำหรับการตรวจสอบข้อมูลคุณภาพพลังงานแบบเรียลไทม์
• อินเทอร์เฟซส่วนขยายสำรองสำหรับการเพิ่มกำลังในอนาคต

2.4 ผลลัพธ์

หลังจากดำเนินโครงการ ฮาร์มอนิกของโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ได้รับการจัดการอย่างครอบคลุม: การบิดเบือนแรงดันฮาร์มอนิกรวม (THDu) ลดลงจาก 8.5% เหลือต่ำกว่า 2% และการบิดเบือนกระแสฮาร์มอนิกรวม (THDi) ลดลงจาก 35% เหลือต่ำกว่า 5% ทั้งสองค่าต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานแห่งชาติอย่างมาก ระบบจำหน่ายไฟฟ้าทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้น อัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ความแม่นยำลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และประสิทธิภาพของสายการผลิตและผลผลิตดีขึ้น

3. กรณีอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์

3.1 ลักษณะของอุตสาหกรรม

บริษัท Huizhou Renxin New Materials Co., Ltd. ตั้งอยู่ในเขตปิโตรเคมี Daya Bay ในเมืองหุยโจว บริษัทมีความเชี่ยวชาญในการผลิตวัตถุดิบพอลิสไตรีนและเป็นหนึ่งในผู้ผลิตพอลิสไตรีนวัตถุประสงค์ทั่วไปชั้นนำของจีน อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์เป็นอุตสาหกรรมกระบวนการทั่วไปที่มีข้อกำหนดสูงสำหรับความต่อเนื่องของการผลิตและความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ

3.2 จุดเจ็บปวดด้านฮาร์มอนิกและกระบวนการคัดเลือก

ในฐานะองค์กรอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ทั่วไป กระบวนการผลิตของ Huizhou Renxin ใช้โหลด VFD จำนวนมาก ฮาร์มอนิกที่ 5, 7, 11 และ 13 ที่เกิดจาก VFD ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อกระบวนการผลิตและก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมาก ที่น่าสังเกตคือ หลังจากประสบกับผลลัพธ์ที่ไม่น่าพึงพอใจกับตัวกรองแบบแอคทีฟหลายยี่ห้อที่ไม่สามารถแก้ไขปัญหาฮาร์มอนิกได้อย่างแท้จริง บริษัทจึงเลือกใช้ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ AHF ของ Shanghai Wenzheng Electric

3.3 คุณลักษณะทางเทคนิคของโซลูชัน

AHF ของ Wenzheng Electric แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบทางเทคนิคดังต่อไปนี้:

• เวลา响应เต็มที่น้อยกว่า 5ms สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงโหลดได้อย่างรวดเร็ว
• ประสิทธิภาพการกรองเกิน 97% กรองฮาร์มอนิกตั้งแต่ลำดับที่ 2 ถึง 50 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ฟังก์ชันอัจฉริยะรวมถึงการระบุการเชื่อมต่อกลับด้านของ CT และการปรับลำดับเฟสอัตโนมัติ
• หน้าจอสัมผัส HMI ขนาด 7 นิ้วสำหรับตรวจสอบข้อมูลการทำงานที่เข้าใจง่าย
• รองรับการสื่อสารระยะไกลและการตรวจสอบแบบรวมศูนย์
• การออกแบบแบบขนานโมดูลาร์ เพื่อความน่าเชื่อถือสูง – ความล้มเหลวของโมดูลเดียวไม่ส่งผลกระทบต่อโมดูลอื่น

3.4 ผลลัพธ์และข้อเสนอแนะของลูกค้า

หลังจากติดตั้งตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ AHF ของ Shanghai Wenzheng Electric มลพิษฮาร์มอนิกได้รับการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ แบรนด์ Wenzheng Electric ได้รับคำชมและความไว้วางใจอย่างสูงจากลูกค้า ในโครงการขยายและปรับปรุงในภายหลัง Renxin ได้กำหนดให้ Wenzheng Electric เป็น ผู้จำหน่ายแต่เพียงผู้เดียว ของตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ AHF ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการยอมรับในระดับสูงของลูกค้าต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์และความสามารถทางเทคนิคของ Wenzheng Electric

4. ภาพรวมการประยุกต์ใช้ AHF ในอุตสาหกรรมอื่น

4.1 กรณีอุตสาหกรรมพลังงานใหม่

กระบวนการผลิตของโรงงานพลังงานใหม่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นจำนวนมาก เช่น อินเวอร์เตอร์และวงจรเรียงกระแส Shanghai Wenzheng Electric กำหนดค่าตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ AHF และเครื่องกำเนิด VAR แบบสแตติก SVG เพื่อระงับการสั่นพ้องฮาร์มอนิกอย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงตัวประกอบกำลัง และยกระดับคุณภาพพลังงาน หลังจากดำเนินโครงการ ตัวประกอบกำลังเพิ่มขึ้นจาก 0.72 เป็นมากกว่า 0.98 ปริมาณฮาร์มอนิกลดลงอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานแห่งชาติ และการประหยัดค่าไฟฟ้ารายปีประมาณ 150,000 หยวน

4.2 กรณีอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ

ในโครงการโรงบำบัดน้ำเสียเทศบาล เครื่องเป่าลม ปั้มยก และเครื่องกวนใช้เทคโนโลยี VFD อย่างกว้างขวาง การใช้ AHF ของ Wenzheng Electric ลดปริมาณฮาร์มอนิกจาก THDi 32% เหลือ 4.5% ทำให้กระบวนการบำบัดน้ำทำงานอย่างต่อเนื่องและเสถียร พร้อมทั้งลดอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์และค่าบำรุงรักษา ระยะเวลาคืนทุนเพียง 1.5 ปี

4.3 คุณค่าร่วมของซีรีส์ AHF ในทุกอุตสาหกรรม

• กรองฮาร์มอนิกตั้งแต่ลำดับที่ 2 ถึง 50 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลด THDi เหลือต่ำกว่า 5%
• ชดเชยกำลังรีแอกทีฟพร้อมกัน ปรับปรุงตัวประกอบกำลังเป็นมากกว่า 0.99
• ความเร็วในการตอบสนองรวดเร็ว (เวลา响应เต็มที่ <5ms) ปรับตัวกับการเปลี่ยนแปลงโหลดที่รวดเร็ว
• การออกแบบแบบโมดูลาร์พร้อมการขยายกำลังที่ยืดหยุ่น สูงสุด 600A ต่อหน่วย
• การตรวจสอบอัจฉริยะ สะดวกในการดำเนินงานและบำรุงรักษา
• รับประกันเต็มรูปแบบสามปีและการสนับสนุนทางเทคนิคลดาตลอดอายุการใช้งาน

5. คู่มือการเลือกและการดำเนินการ AHF

5.1 การเลือกกำลัง

ควรกำหนดกำลังของ AHF ตามระดับกระแสฮาร์มอนิกจริงในสถานที่ ขั้นตอนทั่วไป:

1. ใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพพลังงานดำเนินการวัดในสถานที่และกำหนดปริมาณของแต่ละลำดับฮาร์มอนิก
2. คำนวณค่าประสิทธิผลรวมของกระแสฮาร์มอนิก (THDi)
3. ใช้ส่วนเผื่อความปลอดภัย (โดยทั่วไป 10-20%) เพื่อกำหนดกระแสชดเชยพิกัดของ AHF

Shanghai Wenzheng Electric เสนอ บริการทดสอบคุณภาพพลังงานในสถานที่ฟรี โดยวิศวกรมืออาชีพดำเนินการวัดด้วยเครื่องมือที่มีความแม่นยำและให้ข้อเสนอแนะการบำบัด

5.2 ตำแหน่งการติดตั้ง

ควรกำหนดตำแหน่งการติดตั้ง AHF ตามการกระจายของแหล่งฮาร์มอนิก:

1. การจัดการแบบรวมศูนย์: ติดตั้ง AHF กำลังสูงที่แผงจ่ายไฟหลัก เหมาะสำหรับแหล่งฮาร์มอนิกที่กระจาย
2. การจัดการเฉพาะที่: ติดตั้ง AHF กำลังต่ำใกล้แหล่งฮาร์มอนิก เหมาะสำหรับแหล่งฮาร์มอนิกที่รวมศูนย์
3. การจัดการแบบผสม: ผสมผสานวิธีการรวมศูนย์และเฉพาะที่เพื่อความสมดุลระหว่างการลงทุนและประสิทธิผล

5.3 ข้อควรระวังในการติดตั้ง

1. AHF ควรรับสัญญาณกระแสโหลดผ่าน CT ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตำแหน่งและขั้วการติดตั้ง CT ถูกต้อง
2. แหล่งจ่ายไฟของ AHF ควรนำมาจากจุดกรอง ให้ความสนใจกับความสอดคล้องของลำดับเฟส
3. สภาพแวดล้อมการทำงานของ AHF ควรมีการระบายอากาศที่ดี โดยอุณหภูมิแวดล้อมไม่เกิน 40°C
4. ตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบระบายความร้อนของ AHF เป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าพัดลมทำงานปกติ
5. ตรวจสอบข้อมูลการทำงานของ AHF เป็นประจำและจัดการกับความผิดปกติใดๆ โดยทันที
6. แนะนำให้ตรวจสอบอุปกรณ์อย่างครอบคลุมทุกหกเดือน

บทสรุป

บริษัท Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd. ยึดมั่นในแนวทางที่เน้นลูกค้าเป็นศูนย์กลางและนวัตกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยี มุ่งมั่นที่จะให้บริการโซลูชันการจัดการคุณภาพพลังงานที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพแก่ลูกค้าในอุตสาหกรรมต่างๆ นับตั้งแต่เปิดตัว ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟซีรีส์ AHF ได้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายรวมถึงอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เคมีภัณฑ์ พลังงานใหม่ การบำบัดน้ำ เหล็กกล้า สิ่งทอ และการดูแลสุขภาพ สั่งสมประสบการณ์โครงการที่มากมาย

เราจะยังคงยึดมั่นในจิตวิญญาณองค์กรของเรา “มั่นคงและปฏิบัติได้จริง ซื่อสัตย์และน่าเชื่อถือ” พัฒนาคุณภาพผลิตภัณฑ์และระดับการบริการอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ลูกค้าทุกคนได้รับโซลูชันการจัดการคุณภาพพลังงานที่ดีที่สุด สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์หรือเพื่อขอ บริการทดสอบคุณภาพพลังงานฟรี โปรดติดต่อ Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd.