Toepassingsvoorbeelden van APF
Geval 1: Lijn voor autolassen en -coating
Belastingsbron
Een grote autofabriek gebruikt honderden gelijkstroomlasapparaten, thyristorverwarmingsovens en frequentieregelaars (VFD’s) op assemblagelijnen.
Oorspronkelijke problemen
- Aanzienlijke vervorming door harmonischen van orde 5, 7 en 11; THDi bereikte 70%
- Sterke onbalans in de driefasenstroom, oververhitting van de nulgeleider
- Veelvuldige uitschakeling van PLC’s, relaisbeveiliging en defecte condensatorbatterijen
- Arbeidsfactor zo laag als 0,72, zware arbeidsfactorboete elke maand
APF-oplossing
Twee sets van 600 A driefasige vierdraads modulaire APF geïnstalleerd op de hoofdlaagspanningsbusschakeling
Effect na ingebruikname
- THDi daalde van 70 % naar 4,4 %, volledig in overeenstemming met de IEEE 519-norm
- Driefasen-onbalanspercentage verminderd van 102 % naar 6,1 %
- Vermogensfactor gestabiliseerd boven 0,99; boetebedragen geëlimineerd
- Geen onverwachte stilstand van de productielijn veroorzaakt door storingen in de kwaliteit van de elektriciteitsvoorziening
Automatisch laswerkplaats
Stroomgolfvorm voor en na ingebruikname
Vergelijking van het harmonisch spectrum
Geval 2: Groot telecomdatacenter
Belastingsbron
Duizenden 6-puls UPS-systemen, serverschakelaars voedingen, frequentieomzetters voor vloeibare koeling
Oorspronkelijke problemen
- Massieve accumulatie van de 3e harmonische op de nulgeleider, verborgen brandrisico
- Harmonische resonantie tussen condensatorbanken en het elektriciteitsnet, spanningsvervorming
- Veelvuldige crashes van opslagservers en communicatieapparatuur
APF-oplossing
10 modulaire APF-eenheden met een totale compensatiecapaciteit van 4000 A, gecentraliseerde installatie in de stroomverdeelkamer
Effect na ingebruikname
- Stroom van de 3e harmonische in de nulgeleider verminderd met meer dan 90%
- Filterrespons tijd ≤ 5 ms, onderdrukking van de 2e tot en met de 51e harmonische
- Ondersteunt externe cloudmonitoring, afgestemd op onbemande datacenterbedrijfsvoering
- Nul storingen door onverwachte serverherstart na renovatie
Geval 3: Commerciële winkelcentrum en complex
Belastingsbron
Grote LED-schermen, LED-verlichting, liftomvormers, centrale airco-variabele frequentiedrukregelaars (VFD’s), laadpalen
Oorspronkelijke problemen
- Gemengde veelvoudige harmonischen van verspreide, gedistribueerde niet-lineaire belastingen
- Extra warmteverlies in de transformator, hoog stroomverbruik
- Foutieve werking van het liftbesturingssysteem, flikkerende verlichting
APF-oplossing
Wandgemonteerde modulaire actieve filterapparatuur (APF) geïnstalleerd op elk verdiepingsverdeelkast, gedecentraliseerde compensatie
Effect na ingebruikname
- THDi beheerst onder 5 %, spanningsvorm een gladde sinusvorm
- Temperatuurdaling van de transformator met 8–12 ℃, jaarlijkse vermogensverliezen verminderd met 7 %
- Flikkerende verlichting en fouten in het liftbesturingssysteem worden geëlimineerd
Case 4: Cluster van snellaadstations voor elektrische voertuigen
Belastingsbron
DC-snellaadpalen met hoog vermogen en grote gelijkrichtermodules
Oorspronkelijke problemen
- Instantane, sterke schommelingen van harmonische en reactieve stroom bij het laden/afkoppelen van voertuigen
- Spanningsdaling in het net, harmonische interferentie met de stroomvoorziening van naburige woningen
- Kennisgeving van de energieleverancier betreffende verbetering van de netkwaliteit
APF-oplossing
Parallel aangesloten actieve filter (APF) in de ingangskast van het laadstation, geïntegreerde compensatie van harmonischen + reactief vermogen + onbalans
Effect na ingebruikname
- Dynamische volging van snel wisselende laadbelastingen binnen microseconden
- Vermogensfactor aan de netzijde altijd hoger dan 0,98
- Geen klachten over netkwaliteit van omwonenden
Case 5: Industriële nieuwe-energie-installatie met zonnepanelen en LNG
Belastingsbron
Netgekoppelde zonne-omvormers, compressor-VFD's, gelijkrichterbelastingen van de LNG-productielijn
Oorspronkelijke problemen
- PV-omvormers injecteren hoogfrequente harmonischen in het interne bedrijfsnet
- Traditionele passieve LC-filters zijn gevoelig voor resonantie met het PV-systeem
- Netkwaliteit bij netaansluiting voldoet niet aan de normen voor toegang tot het elektriciteitsnet
APF-oplossing
Shunt-actieve vermoevormer (APF) geïnstalleerd aan de 400 V laagspanningszijde van de fotovoltaïsche combinerkast
Effect na ingebruikname
- Volledig risico op resonantie tussen filter en hernieuwbare-energie-net voorkomen
- Voldoet aan de net-harmonische toegangsvereisten en slaagt de keuring van de elektriciteitsdienst
- Stabiliseert de installatiespanning tijdens fluctuaties in het PV-vermogen
Case 6: Ziekenhuis en ruimte voor medische precisie-apparatuur
Belastingsbron
MRI-, CT- en röntgenapparatuur met hoge vermogensgelijkrichters, medische UPS-systemen, levensondersteunende apparaten
Oorspronkelijke problemen
- Harmonisch geluid verstoort medische beeldvormingsgegevens
- Interferentie met levensondersteunende apparatuur, potentieel veiligheidsrisico voor patiënten
APF-oplossing
Kleine, aan de muur bevestigde actieve filter (APF) afzonderlijk geïnstalleerd in de stroomvoorzieningslus voor medische apparatuur
Effect na ingebruikname
- Schone stroomvoorziening zonder elektrische ruis
- Stabiel medisch beeldsignaal, geen abnormale apparatuuralarmen
Geval 7: Metaalindustrie en elektroboogovenfabriek
Belastingsbron
Elektroboogoven en walsinstallatie met hoogvermogensgelijkrichterbelastingen met heftige, willekeurige stroomschommelingen
Oorspronkelijke problemen
- Ernstige spanningsfluctuaties, grote negatieve-sequentiestroom
- Versnelde veroudering van transformatoren, hoge onderhoudskosten
APF-oplossing
Hoogstroom kasttype actief filter (APF) gecombineerd met SVG voor hybride compensatie
Effect na ingebruikname
- Flikkering en negatieve-reeksstroom gelijktijdig onderdrukken
- Levensduur van de transformator met meer dan 5 jaar verlengen
EN
