APF-anvendelsestilfælde
Eksempel 1: Automobilsvetse- og lakkeringsproduktionslinje
Belastningskilde
En stor bilproduktionsanlæg anvender hundreder af DC-svejseautomater, thyristoropvarmningsovne og frekvensomformere (VFD’er) på montagelinjerne.
Oprindelige problemer
- Alvorlig 5., 7. og 11. harmonisk forvrængning; THDi nåede 70 %
- Alvorlig ubalance i trefasestrømmen og overophedning af nulledningen
- Hyppige udløsninger af PLC, relæbeskyttelse og brændt ud af kondensatorbanker
- Effektfaktor så lav som 0,72, betydelig effektfaktorafgift hver måned
APF-løsning
Installeret to sæt 600 A trefasede fireleders modulære APF på hovedlavspændingsbusbar
Effekt efter drift
- THDi faldt fra 70 % til 4,4 % og overholder fuldt ud IEEE 519-standard
- Ubalancegrad for trefase faldt fra 102 % til 6,1 %
- Effektfaktor stabiliseret over 0,99; bødeforpligtelser elimineret
- Ingen uventede produktionslinjeudfald forårsaget af strømkvalitetsforstyrrelser
Automatisk svejseworkshop
Strømbølgeform før og efter
Sammenligning af harmoniske spektra
Case 2: Stort telekommunikationsdatacenter
Belastningskilde
Tusindvis af 6-puls UPS, serverswitchingstrømforsyninger, frekvensomformere til væskekøling
Oprindelige problemer
- Massiv akkumulation af 3. harmoniske på nullederen, skjult brandrisiko
- Harmonisk resonans mellem kondensatorskabe og nettet, spændingsforvrængning
- Hyppige nedbrud af lager-servere og kommunikationsudstyr
APF-løsning
10 modulære APF-enheder med en samlet kompensationskapacitet på 4000 A, central installation i strømforsyningsrummet
Effekt efter drift
- 3. harmoniske strøm i nullederen reduceret med over 90 %
- Filterrespons tid ≤ 5 ms, undertrykker 2.–51. ordens harmoniske
- Understøtter fjernovervågning via skyen og er velegnet til drift af datacentre uden personale
- Nul tilfælde af unormale servergenstarte efter renoveringen
Tilfælde 3: Kommerciel shoppingcenter og kompleks
Belastningskilde
Store LED-skærme, LED-belysning, elevatorfrekvensomformere, centrale luftkonditioneringer med frekvensomformere (VFD), opladningspiller
Oprindelige problemer
- Blandede, multiple harmoniske svingninger fra spredte, distribuerede ikke-lineære belastninger
- Ekstra varmetab i transformator, højt elforbrug
- Fejl i elevatorstyringssystem, lysflimren
APF-løsning
Vægmonteret, modulært aktivt filter (APF) installeret på strømforsyningskabinettet på hver etage, decentral kompensation
Effekt efter drift
- THDi styret under 5 %, spændingsbølgeformen er en jævn sinusform
- Transformatorens temperatur faldt med 8–12 °C, årlig effekttab reduceret med 7 %
- Udryddelse af lysflimren og fejl i elevatorstyring
Case 4: EV-hurtigladestationskluster
Belastningskilde
Højtydende DC-hurtigladepile med store likerettermoduler
Oprindelige problemer
- Øjeblikkelig skarp svingning i harmonisk og reaktiv strøm, når køretøjer lades/afslutter
- Netspændingsfald, harmonisk interferens med nærliggende boligstrømforsyning
- Kraftværkets påbud om forbedring af strømkvaliteten
APF-løsning
Parallel APF i indgangskabinet til ladestationen med integreret kompensation af harmoniske, reaktiv effekt og ubalanceret belastning
Effekt efter drift
- Dynamisk sporing af hurtigt skiftende ladestrøm inden for mikrosekunder
- Strømfaktor på nettsiden altid over 0,98
- Ingen klager over strømkvalitet fra omkringboende
Case 5: PV- og LNG-industrielt anlæg til ny energi
Belastningskilde
Nettilsluttede solinvertere, kompressorfrekvensomformere, likestrømsbelastninger fra LNG-produktionslinje
Oprindelige problemer
- PV-invertere indfører harmoniske svingninger med høj frekvens i fabrikkenes interne net
- Traditionelle passive LC-filtre er lette at få til at resonere med PV-systemet
- Nettilsluttet strømkvalitet opfylder ikke kravene til nettilslutning
APF-løsning
Shunt-aktivt harmonifilter installeret på 400 V lavspændingssiden af fotovoltaisk kombinerkabinet
Effekt efter drift
- Undgår fuldstændigt risikoen for resonans mellem filter og vedvarende energi-net
- Opfylder kravene til net-harmoniske, godkendt af strømforsyningstilsynet
- Stabiliserer anlæggets spænding under svingninger i PV-udgangen
Case 6: Hospital og rum til præcisionsmedicinsk udstyr
Belastningskilde
MRI-, CT- og røntgenudstyr med høj effekt (likestrømsudstyr), medicinsk UPS, livsunderstøttende enheder
Oprindelige problemer
- Harmonisk støj forvrænger medicinsk billeddata
- Forstyrrelse af livsunderstøttende udstyr, potentiel sikkerhedsrisiko for patienter
APF-løsning
Lille kapacitet vægmonteret APF installeret separat til strømforsyningskredsen for medicinsk udstyr
Effekt efter drift
- Ren strømforsyning uden elektrisk støj
- Stabil medicinsk billedsignal, ingen udstyrsfejlsalarme
Case 7: Metallurgi og elektrisk bueovn-fabrik
Belastningskilde
Elektrisk bueovn, valser og højeffektslikretterbelastninger med voldsomme tilfældige strømsvingninger
Oprindelige problemer
- Alvorlig spændingsblink, stor negativ sekvensstrøm
- Accelereret transformatoraldring, omfattende vedligeholdelsesomkostninger
APF-løsning
Højstrøms kabinettype APF kombineret med SVG til hybride kompensation
Effekt efter drift
- Undertryk flimren og negativsekvensstrømmen synkront
- Forlæng transformatorens levetid med mere end 5 år