מקרים ליישום של APF
מקרה 1: קו ייצור ריתוך וציפוי לרכב
מקור העומס
מפעל גדול לייצור רכב משתמש במאות מכונות ריתוך זרם ישר, מצרבים חימום בסיליקון ומרחבי תדר משתנה (VFDs) על קווי montage.
הבעיות המקוריות
- עיוות הרמוני חמור מסדר 5, 7 ו-11; שיעור עיוות הרמוני כולל (THDi) הגיע ל-70%
- אי-איזון חמור של הזרם בשלושת הפאזות, חימום יתר של הקו האפס
- נעילות חוזרות ונשנות של מערכות PLC, הגנות רלוונטיות ושריפת בנק הקבלים
- גורם הספק נמוך עד 0.72, עונש חודשי כבד על גורם הספק
פתרון APF
הותקנו שתי מערכות של APF מודולרי מסוג שלוש-פאזה ארבע-חוט בזרם ישר עם זרם נומינלי של 600 אמפר על המנורה הנמוכה הראשית
אפקט לאחר הפעלה
- היחס הרמוני הכולל (THDi) ירד מ-70% ל-4.4%, ותואם באופן מלא את הסטנדרט IEEE 519
- אחוז אי-האיזון בין הפאזות ירד מ-102% ל-6.1%
- גורם ההספק ניצב מעל 0.99, והענישה על גורם הספק נפסלה
- לא היו עצירות בלתי צפויות של קווי ייצור עקב הפרעות באיכות החשמל
צורת הגל של הזרם לפני ואחרי
השוואה של ספקטרום ההרמוניות
מקרה 2: מרכז נתונים תחבורתי גדול
מקור העומס
אלפי יחידות UPS עם 6 פולסים, מקורות מתח מתחלפים לשרתים, ממירים תדרים להטיה נוזלית
הבעיות המקוריות
- הצטברות מסיבית של הרמוניה שלישית על חוט האפס, סיכון סמוי לשריפה
- תנודת הרמוניות בין armatures הקondenstors לרשת החשמל, עיוות מתח
- קריסות חוזרות של שרתים לאחסון וציוד תקשורת
פתרון APF
10 יחידות APF מודולריות עם קיבולת היערכות כוללת של 4000 אמפר, התקנה מרכזית בחדר הפצה חשמלית
אפקט לאחר הפעלה
- זרם הרמוניה שלישית בחוט האפס ירד ב-90% ומעלה
- זמן תגובה של המסנן ≤5 מילישניות, דיכוי הרמוניות מסדר שני עד סדר 51
- תמיכה במערכת ניטור בענן מרוחקת, התאמה לפעולת מרכזי נתונים ללא צוות
- אפס קריסות לא רגילות של שרתים לאחר השיפוץ
מקרה 3: מרכז קניות וקומפלקס מסחרי
מקור העומס
מסכי LED גדולים, תאורת LED, מפכרי מעליות, ממירים לשליטה במרכז מיזוג אוויר, עמודי טעינה
הבעיות המקוריות
- הרמוניות מעורבות מרובות מסדרים מטענים לא ליניאריים מפוזרים
- אובדן חום נוסף בטרנספורמטור, צריכת חשמל גבוהה
- תקלות בתפעול מערכת הבקרה של המעלית, רטט באורות
פתרון APF
מפזר כוח פעיל (APF) מודולרי קיראי המותקן בארון הפצת החשמל בכל קומה, פיזור הפעולה
אפקט לאחר הפעלה
- ההרמוניות הכוללות (THDi) נשלטות מתחת ל-5%, צורת גל המתח היא סינוס חלק
- ירידה בטמפרטורת הטרנספורמטור ב-8–12 מעלות צלזיוס, הפחתת אובדן החשמל השנתי ב-7%
- הסרת רטט האורות ותקלות מערכת הבקרה של המעלית
מקרה 4: קבוצת תחנות טעינה מהירה לרכב חשמלי (EV)
מקור העומס
עמודי טעינה מהירה בזרם ישר בעלי הספק גבוה עם מודולים מרתקים גדולים
הבעיות המקוריות
- השתנות חדה ומיידית בהרמוניות והזרם הרטיבי בעת טעינת כלי רכב או עזיבתם
- נפילה במתח הרשת, הפרעה הרמונית לספק החשמל של המגורים הסמוכים
- הודעה ממערכת החשמל על תיקון איכות החשמל
פתרון APF
APF מקבילי בארון הקליטה של תחנת הטעינה, כולל פתרון משולב להרמוניות, זרם רטיבי ואי-איזון
אפקט לאחר הפעלה
- מעקב דינמי על עומס הטעינה המשתנה במהירות בתוך מיקרו-שניות
- גורם ההספק בצד הרשת תמיד מעל 0.98
- אין תלונות מאיכות החשמל מצד התושבים הסמוכים
מקרה 5: מפעל תעשייתי חדש לאנרגיה מתחדשת – סולארית וגז טבעי נוזלי (LNG)
מקור העומס
מהפכי סולאריים מחוברים לרשת, מתמרנים למחשוב קומפרסורים (VFDs), עומסי מרתקים של קו ייצור הגז הטבעי הנוזלי (LNG)
הבעיות המקוריות
- ממירי פאנלים שמשיים מזרימים הרמוניות בתדר גבוה לרשת הפנימית של המפעל
- מסנן LC פסיבי מסורתי נוטה לרזוננס עם מערכת פאנלים שמשיים
- איכות החשמל בנקודת התחברות לרשת לא עומדת בתקן גישה לרשת החשמל
פתרון APF
מסנן פעיל מקבילי (APF) מותקן בצד הזרם הנמוך (400V) של armario המחבר פאנלים שמשיים
אפקט לאחר הפעלה
- מניעת סיכון לרזוננס לחלוטין בין המסנן לרשת האנרגיה המתחדשת
- הישג דרישות הרשת להרמוניות, ומעבר לאישור רשות החשמל
- יציבות מתח המפעל במהלך תנודות בהפקת החשמל מהפאנלים השמשיים
מקרה 6: בית חולים ומרחבי ציוד רפואי מדויק
מקור העומס
ציוד מיישר בעל הספק גבוה ל-MRI, CT, קרני X, UPS רפואי, מכשירי תמיכה חיים
הבעיות המקוריות
- רעש הרמוני מעוות את נתוני הדימות הרפואי
- הפרעה לציוד תומך חיים, סיכון בטחוני פוטנציאלי לחולים
פתרון APF
APF קירית בעלת קיבולת קטנה המותקנת בנפרד למעגל האספקה החשמלית של ציוד רפואי
אפקט לאחר הפעלה
- אספקת חשמל נקייה ללא רעשים חשמליים
- אות תמונה רפואית יציב, אפס התראות חריגות של הציוד
מקרה 7: מפעל מתכת ומערכת קשת חשמלית
מקור העומס
מערכת קשת חשמלית, מטעני מיישר בעלי הספק גבוה במכונות גלגול עם תנודות זרם אקראיות עזות
הבעיות המקוריות
- נפיחות מתח חמורה, זרם שלילי-סדרה גדול
- התיישנות מאיצה של הטרנספורמטור, עלות תחזוקה גבוהה
פתרון APF
APF מסוג ארון זרם גבוה שמתאים ל-SVG לפתרון היברידי של היערכות
אפקט לאחר הפעלה
- דיכוי נפיחות המתח והזרם השלילי-סדרה באופן סינכרוני
- להאריך את תקופת השירות של הטרנספורמר ב-5 שנים ומעלה