एपीएफ अनुप्रयोग के मामले
केस 1: ऑटोमोटिव वेल्डिंग एवं कोटिंग उत्पादन लाइन
लोड स्रोत
एक बड़े ऑटो निर्माण संयंत्र में असेंबली लाइनों पर सैकड़ों डीसी वेल्डिंग मशीनों, थाइरिस्टर हीटिंग भट्टियों और वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव (VFD) का उपयोग किया जाता है।
मूल समस्याएँ
- गंभीर 5वें, 7वें, 11वें हार्मोनिक विकृति; THDi 70% तक पहुँच गया
- तीन-चरणीय धारा में गंभीर असंतुलन, तटस्थ तार का अत्यधिक तापन
- PLC, रिले सुरक्षा और कैपेसिटर बैंक के बार-बार ट्रिप होना और जलना
- शक्ति गुणांक 0.72 जितना कम, प्रत्येक माह भारी शक्ति गुणांक दंड
APF समाधान
मुख्य निम्न-वोल्टेज बसबार पर 600A तीन-चरणीय चार-तार वाले मॉड्यूलर APF के दो सेट स्थापित किए गए
संचालन के बाद का प्रभाव
- THDi 70% से घटकर 4.4% हो गया, IEEE 519 मानक के पूर्ण अनुपालन में
- तीन-चरणीय असंतुलन दर 102% से घटकर 6.1% हो गई
- शक्ति गुणांक 0.99 से ऊपर स्थिर हो गया, दंड शुल्क समाप्त हो गए
- विद्युत गुणवत्ता हस्तक्षेप के कारण उत्पादन लाइन का कोई अप्रत्याशित अवरोधन नहीं हुआ
स्वचालित वेल्डिंग कार्यशाला
धारा तरंगाकृति पूर्व एवं उत्तर
हार्मोनिक स्पेक्ट्रम तुलना
केस 2: बड़ा दूरसंचार डेटा केंद्र
लोड स्रोत
हज़ारों 6-पल्स यूपीएस, सर्वर स्विचिंग पावर सप्लाई, तरल शीतलन आवृत्ति परिवर्तक
मूल समस्याएँ
- तटस्थ तार पर विशाल 3रे क्रम के हार्मोनिक का संचयन, छिपा हुआ अग्नि का खतरा
- कैपेसिटर कैबिनेट और ग्रिड के बीच हार्मोनिक अनुनाद, वोल्टेज विकृति
- स्टोरेज सर्वर और संचार उपकरणों के बार-बार क्रैश होना
APF समाधान
10 मॉड्यूलर एपीएफ इकाइयाँ, कुल क्षमता 4000ए, विद्युत वितरण कक्ष में केंद्रीकृत स्थापना
संचालन के बाद का प्रभाव
- तटस्थ तार पर 3रे क्रम की हार्मोनिक धारा 90% से अधिक कम
- फ़िल्टर प्रतिक्रिया समय ≤5 मिलीसेकंड, 2वें से 51वें क्रम तक के हार्मोनिक का दमन
- दूरस्थ क्लाउड मॉनिटरिंग का समर्थन, अनुपस्थित ऑपरेशन के लिए डेटा केंद्र के साथ सुसंगत
- पुनर्निर्माण के बाद सर्वर में शून्य असामान्य पुनः आरंभ विफलता
केस 3: वाणिज्यिक शॉपिंग मॉल एवं जटिल संरचना
लोड स्रोत
बड़ी संख्या में LED स्क्रीन, LED प्रकाश व्यवस्था, लिफ्ट इन्वर्टर, केंद्रीय एयर-कंडीशनिंग VFDs, चार्जिंग पाइल्स
मूल समस्याएँ
- बिखरे हुए वितरित गैर-रैखिक भारों से उत्पन्न मिश्रित बहु-क्रम हार्मोनिक्स
- ट्रांसफॉर्मर में अतिरिक्त ऊष्मा हानि, उच्च विद्युत खपत
- लिफ्ट नियंत्रण प्रणाली का गलत संचालन, प्रकाश का झिलमिलाहट
APF समाधान
प्रत्येक तल के विद्युत वितरण कैबिनेट पर दीवार-माउंटेड मॉड्यूलर APF की स्थापना, विकेंद्रीकृत क्षतिपूर्ति
संचालन के बाद का प्रभाव
- THDi को 5% से कम नियंत्रित किया गया, वोल्टेज तरंग रूप चिकनी साइन तरंग
- ट्रांसफॉर्मर का तापमान 8–12℃ कम हुआ, वार्षिक शक्ति हानि 7% कम हुई
- प्रकाश की झिलमिलाहट और लिफ्ट नियंत्रण दोषों का उन्मूलन
दीवार-माउंटेड APF कैबिनेट
केस 4: EV फास्ट चार्जिंग स्टेशन क्लस्टर
लोड स्रोत
उच्च-शक्ति डीसी फास्ट चार्जिंग पाइल्स जिनमें बड़े रेक्टिफायर मॉड्यूल होते हैं
मूल समस्याएँ
- जब वाहनों का आवेशण/प्रस्थान होता है, तो हार्मोनिक और प्रतिक्रियाशील धारा में तत्काल तीव्र उतार-चढ़ाव
- ग्रिड वोल्टेज में गिरावट, निकटवर्ती आवासीय विद्युत आपूर्ति पर हार्मोनिक हस्तक्षेप
- विद्युत विभाग द्वारा विद्युत गुणवत्ता सुधार सूचना
APF समाधान
चार्जिंग स्टेशन के प्रवेश कैबिनेट में समानांतर APF, समग्र हार्मोनिक + प्रतिक्रियाशील + असंतुलन क्षतिपूर्ति
संचालन के बाद का प्रभाव
- माइक्रोसेकंड के भीतर तीव्र रूप से बदलते चार्जिंग भार का गतिशील ट्रैकिंग
- ग्रिड पक्ष का शक्ति गुणांक सदैव 0.98 से अधिक
- आसपास के निवासियों की ओर से कोई विद्युत गुणवत्ता संबंधी शिकायत नहीं
केस 5: फोटोवोल्टिक (PV) और तरल प्राकृतिक गैस (LNG) औद्योगिक नई ऊर्जा संयंत्र
लोड स्रोत
ग्रिड-कनेक्टेड सोलर इन्वर्टर, कंप्रेसर वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव (VFD), LNG उत्पादन लाइन के रेक्टिफायर लोड
मूल समस्याएँ
- फोटोवोल्टिक इन्वर्टर कारखाने के आंतरिक ग्रिड में उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक्स प्रविष्ट कराते हैं
- पारंपरिक निष्क्रिय LC फिल्टर का फोटोवोल्टिक प्रणाली के साथ अनुनाद होना आसान है
- ग्रिड-कनेक्टेड बिजली गुणवत्ता ग्रिड प्रवेश मानक को पूरा नहीं करती है
APF समाधान
फोटोवोल्टिक कॉम्बाइनर कैबिनेट के 400 वोल्ट कम वोल्टेज पक्ष पर शंट एक्टिव पावर फिल्टर (APF) स्थापित किया गया
संचालन के बाद का प्रभाव
- फिल्टर और नई ऊर्जा ग्रिड के बीच अनुनाद के जोखिम को पूरी तरह से टाला गया
- ग्रिड हार्मोनिक प्रवेश आवश्यकताओं को पूरा करना, बिजली विभाग की स्वीकृति प्राप्त करना
- फोटोवोल्टिक आउटपुट के उतार-चढ़ाव के दौरान संयंत्र के वोल्टेज को स्थिर करना
केस 6: अस्पताल और चिकित्सा सटीक उपकरण कक्ष
लोड स्रोत
एमआरआई, सीटी, एक्स-रे उच्च-शक्ति रेक्टिफायर उपकरण, चिकित्सा यूपीएस, जीवन-समर्थन उपकरण
मूल समस्याएँ
- हार्मोनिक शोर चिकित्सा प्रतिबिंबित डेटा को विकृत करता है
- जीवन-समर्थन उपकरणों में हस्तक्षेप, रोगियों के लिए संभावित सुरक्षा जोखिम
APF समाधान
चिकित्सा उपकरणों की बिजली आपूर्ति लूप के लिए अलग से स्थापित छोटी क्षमता वाला दीवार-माउंटेड एपीएफ
संचालन के बाद का प्रभाव
- विद्युत शोर के बिना शुद्ध बिजली आपूर्ति
- स्थिर चिकित्सा प्रतिबिंब संकेत, शून्य उपकरण असामान्य अलार्म
उदाहरण 7: धातुकर्म एवं इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस कारखाना
लोड स्रोत
इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस, रोलिंग मिल उच्च-शक्ति रेक्टिफायर लोड जिनमें हिंसक यादृच्छिक धारा दोलन होते हैं
मूल समस्याएँ
- गंभीर वोल्टेज फ्लिकर, बड़ी नकारात्मक-क्रम धारा
- ट्रांसफॉर्मर की आयु त्वरित रूप से बढ़ना, भारी रखरोपाट लागत
APF समाधान
उच्च-धारा कैबिनेट-प्रकार का APF, जो हाइब्रिड कंपेंसेशन के लिए SVG के साथ मेल खाता है
संचालन के बाद का प्रभाव
- फ्लिकर और नकारात्मक-क्रम धारा को एक साथ दबाएं
- ट्रांसफॉर्मर के सेवा जीवन को 5 वर्ष से अधिक समय तक बढ़ाएं