APF Uygulama Örnekleri
Vaka 1: Otomotiv Kaynak ve Kaplama Üretim Hattı
Yük Kaynağı
Büyük bir otomotiv üretim tesisi, montaj hatlarında yüzlerce DC kaynak makinesi, tristörlü ısıtma fırınları ve değişken frekanslı sürücüler (VFD) kullanmaktadır.
Orijinal Sorunlar
- Ciddi 5. , 7. ve 11. harmonik bozulma; THDi %70’e ulaştı
- Üç fazlı akımda ciddi dengesizlik, nötr hattında aşırı ısınma
- PLC’lerde, röle korumalarda ve kondansatör bankalarında sık arıza ve yanma
- Güç faktörü 0,72’ye kadar düştü, her ay ciddi güç faktörü cezası uygulandı
APF Çözümü
Ana düşük gerilim barasına iki adet 600 A üç fazlı dört telli modüler APF sistemi kuruldu
İşletim Sonrası Etki
- THDi %70’ten %4,4’e düştü; IEEE 519 standardına tam olarak uyum sağlandı
- Üç faz dengesizlik oranı %102’den %6,1’e indirildi
- Güç faktörü 0,99’un üzerinde sabitlendi; ceza ücretleri ortadan kalktı
- Güç kalitesi kaynaklı beklenmedik üretim hattı duruşları yaşanmadı
Akım dalga formu (önce ve sonra)
Harmonik spektrumu karşılaştırması
Durum 2: Büyük Telekom Veri Merkezi
Yük Kaynağı
Binlerce adet 6 darbeli UPS, sunucu anahtarlamalı güç kaynakları, sıvı soğutmalı frekans dönüştürücüler
Orijinal Sorunlar
- Nötr hat üzerinde büyük ölçüde biriken 3. harmonik akım, gizli yangın riski
- Kondansatör panoları ile şebeke arasında harmonik rezonans, gerilim bozulması
- Depolama sunucuları ve iletişim ekipmanlarının sık sık çökmesi
APF Çözümü
toplam kompanzasyon kapasitesi 4000 A olan 10 adet modüler APF ünitesi, güç dağıtım odasında merkezi olarak monte edilmiştir
İşletim Sonrası Etki
- Nötr hattındaki 3. harmonik akım %90’tan fazla azaltılmıştır
- Filtre yanıt süresi ≤5 ms, 2.–51. derece harmonikleri bastırır
- Uzaktan bulut izleme desteğine sahiptir; otomatikleştirilmiş veri merkezi işletimine uygundur
- Revizyon sonrası sunucularda anormal yeniden başlatma arızası sıfır olmuştur
Durum 3: Ticari Alışveriş Merkezi ve Karma Yapı
Yük Kaynağı
Büyük boy LED ekranlar, LED aydınlatma, asansör invertörleri, merkezi klima VFD'leri, şarj üniteleri
Orijinal Sorunlar
- Dağıtılmış, doğrusal olmayan yüklerden kaynaklanan karışık çoklu harmonikler
- Trafo fazladan ısı kaybı, yüksek elektrik tüketimi
- Asansör kontrol sisteminin yanlış çalışması, ışık titremesi
APF Çözümü
Her kattaki güç dağıtım panosuna duvara monte modüler APF’lerin takılması, merkezi olmayan kompanzasyon
İşletim Sonrası Etki
- THDi %5’in altında tutuldu, gerilim dalga formu düzgün sinüs dalgası
- Trafo sıcaklığı 8–12 ℃ düştü, yıllık enerji kaybı %7 azaldı
- Işık titremesi ve asansör kontrol arızaları ortadan kaldırıldı
Durum 4: EV Hızlı Şarj İstasyonu Kümesi
Yük Kaynağı
Büyük doğrultucu modülleriyle yüksek güçlü DC hızlı şarj direkleri
Orijinal Sorunlar
- Araçlar şarj olurken/ayrılırken anlık keskin harmonik ve reaktif akım dalgalanması
- Şebeke gerilim düşüşü, yakındaki konut elektrik tedarikine harmonik girişimi
- Elektrik dağıtım kuruluşundan güç kalitesi düzeltme bildirimi
APF Çözümü
Şarj istasyonu giriş panosuna paralel olarak bağlanan aktif harmonik filtresi (APF), entegre harmonik + reaktif + dengesizlik kompanzasyonu
İşletim Sonrası Etki
- Mikrosaniye içinde dinamik olarak takip edilen hızlı değişen şarj yükü
- Şebeke tarafı güç faktörü her zaman 0,98’in üzerindedir
- Çevredeki sakinlerden güç kalitesiyle ilgili hiçbir şikâyet alınmamıştır
Durum 5: PV ve LNG Endüstriyel Yeni Enerji Tesisi
Yük Kaynağı
Şebekeye bağlı güneş invertörleri, kompresör VFD'leri, LNG üretim hattı doğrultucu yükleri
Orijinal Sorunlar
- Güneş enerjisi invertörleri, fabrika iç şebekesine yüksek frekanslı harmonikler enjekte eder
- Geleneksel pasif LC filtre, güneş enerjisi sistemiyle rezonansa girmeye eğilimlidir
- Şebekeye bağlantılı güç kalitesi, şebeke bağlantı standartlarını karşılamaz
APF Çözümü
Şönt aktif güç filtresi (APF), fotovoltaik birleştirme panosunun 400 V düşük gerilim tarafına monte edilmiştir
İşletim Sonrası Etki
- Filtre ile yenilenebilir enerji şebekesi arasındaki rezonans riskini tamamen ortadan kaldırır
- Şebeke harmonik bağlantı gereksinimlerini karşılar, enerji kuruluşu kabul testini geçer
- Güneş enerjisi çıkışındaki dalgalanmalar sırasında tesis gerilimini stabilize eder
Vaka 6: Hastane ve Tıbbi Hassas Cihaz Odası
Yük Kaynağı
MRI, CT, X-ışını yüksek güçlü doğrultucu cihazları, tıbbi UPS'ler, yaşam destek cihazları
Orijinal Sorunlar
- Harmonik gürültü, tıbbi görüntüleme verilerini bozar
- Hayat destek ekipmanlarına müdahale, hastalar için potansiyel güvenlik riski
APF Çözümü
Tıbbi ekipmanların güç kaynağı döngüsü için ayrı olarak monte edilen küçük kapasiteli duvar tipi APF
İşletim Sonrası Etki
- Elektriksel gürültüsüz temiz güç kaynağı
- Kararlı tıbbi görüntü sinyali, sıfır ekipman anormallık uyarısı
Vaka 7: Metalurji ve Elektrik Ark Fırını Fabrikası
Yük Kaynağı
Elektrik ark fırını, haddehane gibi yüksek güçlü doğrultucu yükleri ile şiddetli ve rastgele akım dalgalanmaları
Orijinal Sorunlar
- Ciddi gerilim çabuk değişimi (flicker), büyük negatif-sekans akımı
- Transformatörlerde yaşlanma hızlanması, yüksek bakım maliyeti
APF Çözümü
SVG ile birlikte kullanılan yüksek akımlı kabinet tipi APF ile hibrit kompanzasyon
İşletim Sonrası Etki
- Yanıp sönmeyi ve negatif sıralı akımı eşzamanlı olarak bastırın
- Trafo hizmet ömrünü 5 yıldan fazla uzatın