AHF Aktif Harmonik Filtre Uygulama Vaka Derlemesi

Önsöz

Aktif Harmonik Filtre (AHF), harmonikleri dinamik olarak bastırmak ve reaktif gücü kompanze etmek için kullanılan bir güç elektroniği cihazıdır. Geleneksel pasif filtrelerle karşılaştırıldığında AHF; hızlı tepki süresi, üstün filtreleme performansı, şebeke empedansı değişimlerinden etkilenmeme ve aynı anda birden fazla harmonik derecesini filtreleyebilme gibi önemli avantajlar sunar. Son yıllarda, endüstriyel tesislerde değişken frekanslı sürücüler (VFD’ler), redresörler ve ark ocakları gibi doğrusal olmayan yüklerin yaygınlaşmasıyla şebeke harmonik kirliliği sorunu giderek daha belirgin hale gelmiş ve AHF’lerin uygulaması da buna paralel olarak artmıştır.

Yılların teknik birikimi ve sektör deneyimiyle Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd., birçok işletmeye güç kalitesi yönetim çözümleri sağlamıştır. Bu belge, AHF Aktif Harmonik Filtre’nin elektronik kimyasallar, yarı iletken ve kimya sektörleri dahil olmak üzere birden fazla sektördeki gerçek dünya uygulama örneklerini derleyerek güç kalitesi yönetimiyle ilgilenen profesyoneller için bir referans görevi görmektedir.

1. Elektronik Kimyasallar Sektörü Vakası

1.1 Müşteri Geçmişi

Ekim 2019’da kurulan Hebei Kainuo Zhongxing Technology Co., Ltd., yurtdışından dönen doktoralı araştırmacılar ve diğer yüksek nitelikli araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından kurulmuş yüksek teknolojiye sahip bir kuruluştur. Yeşil biyokimyasal süreçler ve sürdürülebilir kalkınmaya kendini adamış şirket, “Uzmanlaşmış, Hassas, Yenilikçi” felsefesiyle optoelektronik yeni malzemeler ve fonksiyonel ince kimyasallar için özel bir üretim üssü inşa etmektedir.

1.2 Ana Yükler ve Harmonik Kaynakları

Bu işletmenin üretim hattı çok sayıda değişken frekanslı sürücü (VFD) kullanmaktadır. VFD’ler, çalışma sırasında başta 5., 7., 11. ve 13. karakteristik harmonikler olmak üzere önemli miktarda harmonik akımı üreten tipik doğrusal olmayan yüklerdir. Şebekeye enjekte edildiklerinde bu harmonik akımlar gerilim dalga formunda bozulmaya, ekipmanların aşırı ısınmasına ve koruma cihazlarının hatalı çalışmasına neden olur.

1.3 Çözüm

Sahada ayrıntılı bir güç kalitesi analizi yaptıktan sonra Wenzheng Electric teknik ekibi, bu işletme için AHF serisi Aktif Harmonik Filtre’yi yapılandırmıştır. Çözüm aşağıdaki özellikleri sunar:

• Modüler tasarım ile esnek kapasite yapılandırması, gerçek harmonik seviyelerine göre genişletilebilir
• Hızlı dinamik tepki ile 5ms’den kısa tam tepki süresi, harmonik akımlarını milisaniyeler içinde takip edip kompanze edebilir
• Tek bir ünitede harmonik bastırma ve reaktif güç kompanzasyonu için çift işlevsellik
• Düşük kayıplar ve yüksek verim için tam kontrollü güç cihazları (IGBT’ler)
• Aşırı akım, aşırı gerilim ve aşırı sıcaklık koruması dahil kapsamlı koruma
• Kolay kurulum için CT ters bağlantı tanımlama ve faz sırası otomatik uyum gibi akıllı işlevler

1.4 Sonuçlar

Wenzheng Electric AHF Aktif Harmonik Filtre’yi kurduktan sonra işletmenin güç dağıtım sistemindeki harmonikler etkin bir şekilde yönetilmiştir. Toplam Harmonik Akım Bozulması (THDi) %28’den %5’in altına düşürülmüş, tüm güç kalitesi göstergeleri ulusal standart GB/T 14549’un gerekliliklerini karşılamıştır. Üretim ekipmanları daha kararlı çalışmakta, harmoniklerden kaynaklanan ekipman arıza oranları önemli ölçüde azalmış ve üretim verimliliği etkin bir şekilde sağlanmıştır. Müşteri, arıtma sonuçlarından oldukça memnundur.

2. Yarı İletken Sektörü Vakası

2.1 Proje Tanıtımı

Wuxi’deki bir yarı iletken şirketi, yüksek hassasiyetli sürekli üretim yapan bir kuruluştur. Yarı iletken üretim süreçleri, ortam temizliği, sıcaklık, nem ve güç kaynağı kalitesi için son derece katı gereksinimlere sahiptir. Tesisin tamamı, üretim elektriği için çok yüksek güç kalitesi talep etmektedir. Üretim hattı, güç kalitesine karşı oldukça hassas olan çok sayıda hassas ekipman kullanmaktadır.

2.2 Harmonik Problemi Analizi

Yarı iletken tesisi, VFD’ler, UPS sistemleri ve temiz oda HVAC sistemleri gibi çok sayıda doğrusal olmayan yük içermektedir. Bu cihazlar tarafından üretilen harmonik akımlar, hassas yarı iletken ekipmanlarında ciddi girişime neden olmakta olup, spesifik olarak:

• Harmonikler gerilim dalga formunda bozulmaya neden olarak litografi makineleri gibi hassas ekipmanların normal çalışmasını etkiler
• Harmonik akımlar transformatörlerde ve hatlarda ek ısınmaya neden olarak ekipman ömrünü azaltır
• Harmonik girişimi kontrol sistemlerinde arızalara neden olarak üretim sürekliliğini etkileyebilir
• Harmonikler nötr iletkende aşırı yüklenmeye neden olarak güvenlik tehlikeleri oluşturur

2.3 Çözüm

Wenzheng Electric teknik ekibi, yarı iletken tesisinin dağıtım sisteminin kapsamlı bir güç kalitesi değerlendirmesini yapmış, her bir ana harmonik kaynağının harmonik özelliklerini hassas bir şekilde analiz etmiş ve hedefe yönelik bir AHF konfigürasyon planı geliştirmiştir:

• Lokal kompanzasyon için ana dağıtım panolarına Wenzheng Electric AHF kurulumu
• 3. derece dahil sıfır bileşen harmoniklerini etkin bir şekilde filtrelemek için üç fazlı dört telli bağlantı kullanımı
• Gerçek zamanlı güç kalitesi verisi izleme için 7 inç dokunmatik ekranlı HMI ile akıllı izleme sistemi yapılandırması
• Gelecekteki kapasite artışları için genişletme arayüzlerinin ayrılması

2.4 Sonuçlar

Proje uygulamasından sonra yarı iletken tesisinin harmonikleri kapsamlı bir şekilde yönetilmiştir: Toplam Harmonik Gerilim Bozulması (THDu) %8,5’ten %2’nin altına ve Toplam Harmonik Akım Bozulması (THDi) %35’ten %5’in altına düşürülmüş, her ikisi de ulusal standart sınırlarının oldukça altında kalmıştır. Güç dağıtım sistemi daha güvenli ve güvenilir çalışmakta, hassas ekipmanların arıza oranı önemli ölçüde azalmış, hem üretim hattı verimliliği hem de ürün kalitesi artmıştır.

3. Kimya Sektörü Vakası

3.1 Sektör Özellikleri

Huizhou Renxin New Materials Co., Ltd., Huizhou şehrindeki Daya Bay Petrokimya Bölgesi’nde yer almaktadır. Şirket, polistiren hammaddelerinin üretiminde uzmanlaşmış olup Çin’in önde gelen genel amaçlı polistiren üreticilerinden biridir. Kimya sektörü, üretim sürekliliği ve güç kaynağı güvenilirliği için yüksek gereksinimleri olan tipik bir proses endüstrisidir.

3.2 Harmonik Sorun Noktaları ve Seçim Süreci

Tipik bir kimya sektörü işletmesi olan Huizhou Renxin’in üretim süreci çok sayıda VFD yükü kullanmaktadır. VFD’ler tarafından üretilen 5., 7., 11. ve 13. harmonikler üretim sürecini ciddi şekilde etkilemekte ve önemli güvenlik riskleri oluşturmaktadır. Özellikle, harmonik sorunlarını temelden çözemeyen birden fazla marka aktif filtre ile tatmin edici olmayan sonuçlar yaşadıktan sonra şirket, nihayetinde Shanghai Wenzheng Electric AHF Aktif Harmonik Filtre’yi seçmiştir.

3.3 Çözümün Teknik Özellikleri

Wenzheng Electric AHF aşağıdaki teknik avantajları göstermiştir:

• 5ms’den kısa tam tepki süresi, yük değişikliklerini hızlı bir şekilde takip edebilme
• %97’yi aşan filtreleme verimliliği, 2. ila 50. derece harmonikleri etkin bir şekilde filtreleme
• CT ters bağlantı tanımlama ve faz sırası otomatik uyum dahil akıllı işlevler
• Sezgisel çalışma verisi izleme için 7 inç dokunmatik ekranlı HMI
• Uzaktan iletişim ve merkezi izleme desteği
• Yüksek güvenilirlik için modüler paralel tasarım – tek modül arızası diğerlerini etkilemez

3.4 Sonuçlar ve Müşteri Geri Bildirimi

Shanghai Wenzheng Electric AHF Aktif Harmonik Filtre’yi kurduktan sonra harmonik kirliliği etkin bir şekilde yönetilmiştir. Wenzheng Electric markası müşteriden büyük övgü ve güven kazanmıştır. Sonraki genişletme ve yenileme projelerinde Renxin, Wenzheng Electric’i AHF Aktif Harmonik Filtrelerin tek tedarikçisi olarak belirlemiş ve bu da müşterinin Wenzheng Electric’in ürün kalitesi ve teknik yeteneğine olan yüksek takdirini göstermiştir.

4. Diğer Sektörlerde AHF Uygulamalarına Genel Bakış

4.1 Yeni Enerji Sektörü Vakası

Bir yeni enerji fabrikasının üretim süreci, invertörler ve redresörler gibi çok sayıda doğrusal olmayan cihaz içermektedir. Shanghai Wenzheng Electric, harmonik rezonansı etkin bir şekilde bastırmak, güç faktörünü iyileştirmek ve güç kalitesini artırmak için AHF Aktif Harmonik Filtreler ve SVG Statik Var Jeneratörler yapılandırmıştır. Proje uygulamasından sonra güç faktörü 0,72’den 0,98’in üzerine çıkmış, harmonik içeriği ulusal standart sınırlarına indirilmiş ve yıllık elektrik maliyeti tasarrufu yaklaşık 150.000 RMB olmuştur.

4.2 Su Arıtma Sektörü Vakası

Bir belediye atık su arıtma tesisi projesinde, hava üfleyiciler, terfi pompaları ve karıştırıcılar yaygın olarak VFD teknolojisi kullanmaktadır. Wenzheng Electric AHF’nin uygulanması harmonik içeriğini THDi %32’den %4,5’e düşürmüş, su arıtma prosesinin sürekli ve kararlı çalışmasını sağlarken ekipman arıza oranlarını ve bakım maliyetlerini azaltmıştır. Yatırım geri ödeme süresi sadece 1,5 yıl olmuştur.

4.3 AHF Serisinin Sektörler Arası Ortak Değeri

• 2. ila 50. derece harmonikleri etkin bir şekilde filtreleyerek THDi’yi %5’in altına düşürür
• Eşzamanlı reaktif güç kompanzasyonu ile güç faktörünü 0,99’un üzerine çıkarır
• Hızlı tepki hızı (tam tepki <5ms), hızlı yük değişimlerine uyum sağlar
• Birim başına 600A’ya kadar esnek kapasite genişletmeli modüler tasarım
• Akıllı izleme, kullanışlı işletme ve bakım
• Üç yıl tam garanti ve ömür boyu teknik destek

5. AHF Seçim ve Uygulama Kılavuzu

5.1 Kapasite Seçimi

AHF kapasitesi, sahadaki harmonik akım seviyelerine göre belirlenmelidir. Genel prosedür şöyledir:

1. Sahada ölçüm yapmak ve her bir harmonik derecesinin içeriğini belirlemek için bir güç kalitesi analizörü kullanın
2. Toplam harmonik akım RMS değerini (THDi) hesaplayın
3. AHF anma kompanzasyon akımını belirlemek için bir güvenlik payı (tipik olarak %10~%20) uygulayın

Shanghai Wenzheng Electric, profesyonel mühendislerin hassas cihazlar kullanarak ölçümler yaptığı ve arıtma teklifleri sağladığı ücretsiz yerinde güç kalitesi test hizmetleri sunmaktadır.

5.2 Kurulum Yeri

AHF kurulum yeri, harmonik kaynaklarının dağılımına göre belirlenmelidir:

1. Merkezi yönetim: Dağınık harmonik kaynakları için uygun olan ana dağıtım panosuna büyük kapasiteli bir AHF kurun
2. Lokal yönetim: Yoğun harmonik kaynakları için uygun olan harmonik kaynağının yakınına küçük kapasiteli bir AHF kurun
3. Hibrit yönetim: Yatırım ve etkinlik arasında denge için merkezi ve yerel yaklaşımları birleştirin

5.3 Kurulum Önlemleri

1. AHF, CT’ler aracılığıyla yük akım sinyallerini toplamalıdır; doğru CT kurulum konumu ve polaritesinden emin olun
2. AHF güç kaynağı filtreleme noktasından alınmalıdır; faz sırası tutarlılığına dikkat edin
3. AHF çalışma ortamı iyi havalandırılmalı ve ortam sıcaklığı 40°C’yi geçmemelidir
4. Fanların normal çalışmasını sağlamak için AHF soğutma sistemini düzenli olarak kontrol edin ve bakımını yapın
5. AHF çalışma verilerini düzenli olarak gözden geçirin ve herhangi bir anormalliği derhal ele alın
6. Altı ayda bir kapsamlı ekipman muayenesi önerilir

Sonuç

Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd., her zaman müşteri odaklı yaklaşımı ve teknoloji odaklı inovasyonu benimseyerek çeşitli sektörlerdeki müşterilere yüksek kaliteli ve verimli güç kalitesi yönetim çözümleri sağlamaya kendini adamıştır. Piyasaya sürülmesinden bu yana AHF serisi Aktif Harmonik Filtre, elektronik, yarı iletken, kimya, yeni enerji, su arıtma, çelik, tekstil ve sağlık hizmetleri dahil olmak üzere birçok sektörde başarıyla uygulanmış ve zengin proje deneyimi biriktirmiştir.

“Kararlı ve Pragmatik, Dürüst ve Güvenilir” kurumsal ruhumuzu sürdürmeye, her müşteriye en iyi güç kalitesi yönetim çözümlerini sağlamak için ürün kalitesini ve hizmet seviyelerini sürekli iyileştirmeye devam edeceğiz. Daha fazla ürün bilgisi veya ücretsiz güç kalitesi test hizmeti talep etmek için lütfen Shanghai Wenzheng Electric Co., Ltd. ile iletişime geçmekten çekinmeyin.