Suqian Rongxin Metal: Orta Frekanslı Fırın Harmonik Bastırma ve Reaktif Güç Kompanzasyonu Çözümü

Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd.

Bu çözüm, Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products Co., Ltd.'deki orta frekanslı indüksiyon fırınları gibi doğrusal olmayan, yüksek harmonikli yüklerin neden olduğu ciddi güç kalitesi sorunlarını hedef almakta olup, toplam kapasitesi 17550 kvar olan bir H5+H7+H11 yüksek gerilim filtre kompanzasyon bankasına odaklanmaktadır.

Hassas filtreleme, reaktif güç kompanzasyonu ve gerilim stabilizasyonu tasarım konsepti etrafında inşa edilen bu sistem, harmoniklerin neden olduğu ekipman hasarlarını, düşük üretim verimliliğini, ürün kalitesi sorunlarını ve enerji maliyeti problemlerini sistematik olarak çözmekte; hem enerji tasarrufu hem de güvenli işletim sağlayarak üretim sürekliliğini ve ürün verimini güvence altına almaktadır.

Suqian Rongxin Metal: Orta Frekanslı Fırın Harmonik Azaltma ve Reaktif Güç Kompanzasyonu Çözümü

Proje Genel Bakış

Öğe	Ayrıntılar
Proje adı	Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products güç kalitesi iyileştirme projesi
Proje türü	Güç kalitesi iyileştirme (metal imalatı / orta frekanslı indüksiyon ısıtma)
Uygulama senaryosu	Orta frekanslı fırınlar gibi doğrusal olmayan yüksek harmonikli yüklerin yoğun bağlantısı
Temel sorunlar	5., 7. ve 11. harmonik kirliliği; büyük reaktif güç dalgalanmaları; rezonans ve aşırı gerilim riski
Temel çözüm	H5+H7+H11 yüksek gerilim filtre kompanzasyon bankası, 17550 kvar toplam kapasite
Tasarım konsepti	Hassas filtreleme, reaktif güç kompanzasyonu, gerilim dengeleme
Uygulanabilir standartlar	GB/T 14549-1993 "Güç Kalitesi – Kamu Besleme Şebekelerinde Harmonikler"; metalurji endüstrisi güç kalitesi standartları
Hedefler	Güç faktörü ≥ 0,95; 5./7. harmonik filtreleme oranı ≥ %85 (beklenen)

1. Proje Arka Planı ve Mevcut Durum Analizi

1.1 Projeye Genel Bakış

Bu proje, Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products Co., Ltd.'nin metal imalat üretim hattına hizmet etmektedir. Sahadaki temel yük, orta frekanslı indüksiyon ısıtma fırınıdır (orta frekanslı fırın). Çalışma sırasında, bu tür ekipmanlar sistem güç kalitesini önemli ölçüde düşüren şiddetli reaktif güç dalgalanmalarına eşlik eden büyük miktarda karakteristik harmonik (başlıca 5., 7. ve 11.) üretir.

Suqian Rongxin Metal: Orta Frekanslı Fırın Harmonik Azaltma ve Reaktif Güç Kompanzasyonu Çözümü

1.2 Temel Sorun Noktaları ve Tehlikeler

Saha araştırmaları, şiddetli harmonik kirliliğinin ve reaktif güç yetersizliğinin üretim operasyonunu dört boyutta etkilediğini göstermektedir:

```

Boyut	Belirtiler	Sonuç analizi
Ekipman güvenliği	Fırın kondansatör panosunun sık sık patlaması; transformatörün aşırı ısınması ve duyulabilir gürültü	Harmonik akım, kondansatör aşırı akımına ve ısınmasına neden olarak rezonans aşırı gerilimini tetler ve ekipman ömrünü kısaltır
Üretim verimliliği	Kararsız ısıtma verimliliği, düşük sıcaklık kontrol doğruluğu	Gerilim dalga formu bozulması, orta frekanslı güç kaynağı kontrol mantığını bozarak düzensiz ısıtmaya neden olur
Ürün kalitesi	Yüksek döküm hurda oranı, kalite hurdası	Güç dalgalanması, erime sıcaklığını kontrol edilemez hale getirerek metal malzeme homojenliğini etkiler
Enerji maliyeti	Yüksek hat kayıpları; güç faktörü düzeltme cezaları	Harmonik akım faydalı iş yapmaz ancak ısı kayıplarına neden olurken, düşük güç faktörü yüksek elektrik faturalarına yol açar

2. İyileştirme Hedefleri ve Tasarım Esasları

2.1 İyileştirme Hedefleri

GB/T 14549-1993 "Güç Kalitesi – Kamu Besleme Şebekelerinde Harmonikler" ve metalurji endüstrisi güç kalitesi standartlarına dayanarak, aşağıdaki temel hedefler belirlenmiştir:

Harmonik bastırma: baskın 5. ve 7. harmonikleri filtrelemeye odaklanırken, aynı zamanda daha yüksek frekanslı 11. harmoniği de ele alarak toplam harmonik gerilim bozulmasını (THDu) önemli ölçüde azaltmak;
Reaktif güç kompanzasyonu: güç faktörü ayarlama cezalarından kaçınmak için kompanzasyon sonrası sistem güç faktörünü 0,95'in üzerine çıkarmak;
Sistem kararlılığı: paralel/seri rezonansı önlemek ve orta frekanslı fırınların ve transformatörlerin güvenli çalışmasını sağlamak;
Enerji tasarrufu: ek transformatör ve hat kayıplarını azaltmak ve ekipman hizmet ömrünü uzatmak.

2.2 Tasarım Yaklaşımı

Orta frekanslı fırının karmaşık harmonik spektrumu göz önüne alındığında, özel LC ayarlı dallar kullanılarak "spektrum tabanlı, birincil/yardımcı dal yapılandırması ile kademeli filtreleme" entegre stratejisi benimsenmiştir:

Düşük dereceli harmonik azaltma (H5+H7): güç frekansında ana reaktif desteği sağlarken en yaygın ve zararlı düşük dereceli harmonikleri filtreler — en iyi maliyet etkinliği;
Yüksek frekanslı harmonik azaltma (H11): standart gereksinimleri karşılamak için harmonik seviyelerini daha da bastırır, ekipman ısınmasını ve paraziti azaltır, yüksek frekanslı rezonans riskinden kaçınır ve kontrol ve çevrimiçi test ekipmanlarını korur;
Kombine anahtarlama: üç dal, harmonik spektruma göre devreye alınır, orta frekanslı fırınlar gibi doğrusal olmayan ekipmanlar tarafından üretilen ana harmonikleri kapsar ve aynı anda harmonik filtreleme, reaktif kompanzasyon ve ekipman koruması sağlar.

3. Temel Teknik Çözüm

3.1 Yapılandırma Genel Bakış

Tesisin 17550 kvar toplam talebini karşılamak için yüksek gerilim filtre kompanzasyon bankası aşağıdaki gibi yapılandırılmıştır:

Ekipman	Spesifikasyon/Tür	İşlev
H5 filtre kolu	Nominal ayar 235 Hz (4.7.)	5. harmonikleri absorbe eder, ayrıca şebeke frekansında reaktif kompanzasyon sağlar
H7 filtre kolu	Nominal ayar 340 Hz (6.8.)	7. harmonikleri absorbe eder, ayrıca şebeke frekansında reaktif kompanzasyon sağlar
H11 filtre kolu	Nominal ayar 540 Hz (10.8.)	Yüksek frekanslı harmonikleri hedefler, rezonansı önler, kontrol ve çevrimiçi test ekipmanlarını korur
Yüksek gerilim kondansatörleri	35 kV tank montajlı / tek fazlı (seri gruplar halinde)	Kapasitif reaktif güç sağlar ve sistem gerilimini destekler
Seri reaktörler	Kuru tip / yağa daldırılmış demir nüve	Kapama darbe akımını sınırlar ve yüksek mertebeden harmoniklerin yükseltilmesini bastırır
Anahtarlama cihazı	Düşük yeniden vuruşlu vakum devre kesici	Kondansatör bankasının hızlı, yeniden vuruşsuz anahtarlamasını sağlar

3.2 Temel Teknik Önlemler

3.2.1 Hassas Ayar Teknolojisi

L-C seri rezonans prensibi kullanılarak, her filtre kolunun doğal frekansı belirli harmonikleri sönümleyecek şekilde tasarlanmıştır. Bu frekanslar civarında, kol empedansı son derece düşük hale gelerek, harmonik akımı şebeke yerine filtreye yönlendiren bir harmonik "tuzağı" oluşturur. Mühendislik uygulamalarında, harmonik büyütme olaylarını önlemek için güvenli bir marj bırakılarak sönümlü bir tasarım uygulanır (örneğin, 5. kol 4.7. derecede tasarlanır).

3.2.2 Ekipman Termal Koruması

Transformatör koruması: Harmonikler filtrelendikten sonra, transformatördeki deri ve girdap akımı kayıpları önemli ölçüde azalır ve sıcaklık artışı normale döner;
Kapasitör koruması: Harmonik akımın doğrudan kapasitörlerden geçmesini önlemek, aşırı akım ve aşırı gerilim nedeniyle oluşan dielektrik delinmesini veya şişmeyi engeller.

3.2.3 Akıllı Anahtarlama ve Kontrol

Kontrollü (dalga noktası) kapatma özellikli düşük yeniden tutuşumlu vakum devre kesici, kapatma sırasındaki şok akımını nominal kapasitör bankı akımının 1,5 katı içinde tutar. İzleme sistemi şebeke verilerini gerçek zamanlı olarak toplar ve reaktif güç açığına göre filtre kollarını otomatik olarak değiştirerek "ihtiyaç duyulan kompanzasyonu" gerçekleştirir.

4. Özellikler ve Avantajlar

Özellik	Açıklama
Yüksek oranda hedeflenmiş	H5+H7+H11 parametreleri orta frekanslı fırın yük karakteristiklerine göre özelleştirilmiş olup, "aşırı müdahale" veya "yetersiz müdahale" durumlarından kaçınılmaktadır.
Maliyet etkin	Minimum yatırım ve maksimum iyileştirme için en yaygın 5./7. harmoniklere öncelik verir.
Entegre tasarım	Harmonik azaltma, reaktif kompanzasyon ve ekipman koruması bir arada — tek yatırım, çoklu fayda.
Güvenilir çalışma	Düşük yeniden ateşlemeli şalt donanımı ve kapsamlı koruma ile eksiksiz paket, sık fırın çalıştırma/durdurma görevlerine uygundur.

4.1 Çözüm Karşılaştırması ve Seçim Temeli

Orta frekanslı fırın harmonik azaltımı için, ana akım yaklaşımlar geleneksel sabit kondansatör kompanzasyonu, aktif güç filtreleri (APF) ve burada önerilen H5+H7+H11 filtre kompanzasyon bankasıdır. Bu üç yaklaşım karşılaştırılmış olup seçim temeli aşağıdaki gibidir:

Karşılaştırma boyutu	Geleneksel kapasitör kompanzasyonu	APF (aktif güç filtresi)	Bu çözüm: H5+H7+H11 filtre bankası
Harmonik azaltma	Filtreleme işlevi yoktur; sistemle paralel rezonansa yatkındır, harmonikleri yükseltir	Dinamik izleme ile azaltma; tam spektrumda iyi sonuçlar	Verimli soğurma ile 5./7./11. karakteristik harmoniklerin kademeli olarak azaltılması
Reaktif kompanzasyon	Güç frekansında reaktif gücü kompanze edebilir, ancak rezonans ile kısıtlıdır	Aktif ekipman büyük kapasiteli reaktif kompanzasyon için uygun değildir	Bir arada harmonik filtreleme ve reaktif kompanzasyon
Yatırım maliyeti	En düşük, ancak yüksek arıza oranı ve zayıf sonuçlar	17550 kvar sınıfında son derece maliyetli; düşük maliyet etkinliği	Orta düzeyde; tek yatırım, çoklu fayda
İşletme & bakım	Kapasitörler sık sık arızalanır, yoğun bakım gerektirir	Çok sayıda güç ünitesi, yüksek soğutma gereksinimleri, karmaşık bakım	Tam pasif ekipman, basit yapı, güvenilir çalışma
Uygun kullanım alanları	Harmonik yüklerin olmadığı geleneksel kompanzasyon	Küçük-orta kapasiteli, karmaşık spektrumlu dinamik azaltma	Yoğun orta frekanslı fırın yüküne ve iyi tanımlanmış harmonik özelliklerine sahip büyük kapasiteli endüstriyel tesisler

Seçim sonucu: orta frekanslı fırın harmonikleri 5./7./11. harmonikler tarafından domine edildiğinden ve büyük kapasite gerektirdiğinden, bu çözüm reaktif kompanzasyon ve ekipman korumasını birleştirirken ana harmonikleri kademeli olarak ve minimum maliyetle azaltır — mevcut çalışma koşulları için en uygun maliyetli yaklaşımdır.

5. Beklenen Sonuçlar ve Faydalar

5.1 Teknik Faydalar

İyileştirilmiş dalga formları: devreye alma sonrası, 5. ve 7. harmonik akımın filtreleme oranının %85'i aşması beklenmektedir (beklenen rakam; sahada ölçülen kabule tabidir), gerilim bozulması GB/T 14549-1993 standardına uygun olacaktır;
Girişim ortadan kaldırıldı: koruma ve izleme sistemlerinin hatalı çalışma oranları önemli ölçüde düşer ve istasyon işletim ortamı arındırılır;
Şebeke kararlılığı: sistem empedans karakteristikleri optimize edilerek girişime karşı bağışıklık önemli ölçüde artırılır.

Fayda türü	Detaylar	Tahmini değer
Doğrudan	Güç faktörü düzeltme cezalarında azalma; daha düşük transformatör ve hat kayıpları	Yerel tarifeler, reaktif güç değerlendirme standartları ve ölçülen kayıp verilerine göre miktarlandırılacaktır; devreye alma sonrası gerçek elektrik faturaları ile doğrulanacaktır
Dolaylı	Daha düşük ekipman onarım/değişim maliyeti; azaltılmış plansız kesinti kayıpları	Transformatörler gibi temel ekipmanların ömrünün uzatılması; süre IEC 60076-7 termal yaşlanma modeline göre değerlendirilir
Operasyonel	Daha az koruma açması ve plansız duruş; daha yüksek hat kullanılabilirliği	İyileştirilmiş sürekli üretim hattı kararlılığı
Güvenlik	Elektrik yangını tehlikelerinden kaçınılması; personel güvenliğinin korunması	Büyük güvenlik olayı riskinin ortadan kaldırılması

Not: Yukarıdaki tabloda yer alan ekonomik faydalar niteliksel beklentilerdir. Spesifik tutarlar, devreye alma işleminden sonra ölçülen harmonik/güç faktörü verilerine ve yerel tarife politikasına göre hesaplanmalıdır.

5.3 Beklenen Performans İyileştirmesi

Devreye alma işleminden sonra, temel güç kalitesi göstergelerinin aşağıdaki gibi iyileşmesi beklenmektedir (kabul ölçümüne tabidir):

Gösterge	Önce (mevcut durum)	Sonra	İyileştirme/Sonuç
Toplam harmonik gerilim bozulması (THDu)	%9 ~ %13 (önemli ölçüde aşıldı)	< %3	GB/T 14549-1993 standardını karşılar (35 kV limiti %3)
5. harmonik akım içeriği	%22 ~ %28	< %5	Önemli ölçüde azaldı
7. harmonik akım içeriği	%12 ~ %18	< %4	Güçlü baskılama
11. harmonik akım içeriği	%8 ~ %12	< %3	Belirgin iyileşme
Güç faktörü (PF)	0,78 ~ 0,85 (yüksek değişkenlik)	≥ 0,95	Kararlı bir şekilde uyumlu
Kondansatör arıza oranı	Ort. ayda 2 ~ 3 grup hasar gördü	Önemli ölçüde azaldı	Belirgin iyileşme
Transformatör çalışma durumu	Yüksek gürültü, yüksek sıcaklık artışı	Normal sıcaklıkta sorunsuz, sessiz çalışma	Belirgin iyileşme

Not: Yukarıdaki "sonraki" rakamlar, ekipman performansı ve sistem değerlendirmesinden elde edilen beklenen değerlerdir. Nihai değerler devreye alma kabul ölçümlerine tabidir.

6. Proje Uygulaması ve O&M Desteği

6.1 Uygulama Süreci

Aşama	İş içeriği
1. Yerinde inceleme	35 kV bara üzerindeki arka plan harmoniklerini ve orta frekanslı fırın yük karakteristiklerini (başlatma/durdurma ve çoklu fırın paralel koşulları dahil) ölçmek
2. Simülasyon	Filtreleme performansını ve rezonans noktalarını doğrulamak için bir sistem modeli oluşturmak
3. İmalat	Katı rutin testlerle (gerilim dayanımı, kısmi deşarj, koruma devreye alma) fabrika ön imalatı
4. Kurulum ve devreye alma	Yerinde kurulum, sekonder kablaj, entegre sistem testi
5. Kabul ve devreye alma	Yük testi, hedeflerin doğrulanması, teslim

6.2 Satış Sonrası Hizmet

Teknik eğitim: işletme sahibi için ilkeler, işletme ve arıza giderme eğitimi;
Periyodik muayene: kapasitör kapasitansının, reaktör sıcaklığının ve bağlantı noktası sıkılığının düzenli kontrolleri;
Acil durum müdahalesi: hızlı arıza müdahalesi için 7×24 teknik destek.

Sonuç

17550 kvar H5+H7+H11 filtre kompanzasyon bankasının bilimsel yapılandırması sayesinde bu çözüm, Rongxin Metal Products projesinin mevcut güç kalitesi sorunlarını sistematik olarak çözmekte ve işletme için sağlam bir elektriksel güvenlik savunma hattı oluşturmaktadır.

Harmonik azaltmanın yanı sıra ekipman koruması ve sistem kararlılığını ele alarak hem ekonomik hem de güvenlik avantajları sunar — orta frekanslı fırın endüstrisi için güvenilir bir güç kalitesi iyileştirme çözümü.

Kurulu Ekipman

Daha Fazla

RMRTBB Serisi Yüksek Gerilimli Reaktif Güç Kompansasyon Cihazı – Açık Hava Tipi Çerçeve

RMRTBB dış çatı VAR kompansatörü: 6-35kV industriyel/üretim şebekelerinde güç faktörünü artırır kayıpları azaltır gerilimi istikrara getirir

RW Energy

Vaka Çalışmaları

Daha Fazla

Abidjan 35kV Alt Gerilim İstasyonu Yüksek Gerilimli Reaktif Güç Tazminatı Projesi: Başarılı Bir Vaka Çalışması

01 Proje Genel Bakış1.1 Proje Arka PlanıMart 2026'da RW Energy, Fildişi Sahil'in Abidjan şehrinin ana kent alt istasyonlarında 35kV alt istasyon yükseltme projesi için dört adet RWTBBX-35-2500/208.4-BLW yüksek gerilim reaktif güç kompansasyon cihazını başarıyla teslim etti ve kurdu. Kurulum sonrası cihazların istikrarlı ve güvenilir bir şekilde çalıştığı onaylandı.İklim Uyumu TasarımıBatı Afrika'nın sert tropikal ortamına özel olarak tasarlanmış ekipman, IP54 dereceli kabinler, nem-ısılara dayan

RW Energy
Angola Dadi Enerji Depolama 35 kV Güç Kalitesi İyileştirme Başarı Hikayesi

Angola Dadi Enerji Depolama güç kalitesi iyileştirme projesi, mevcut bir enerji depolama tesisinde uygulanan 35 kV güç kalitesi modernizasyon projesidir. Sahada, eviriciler — güç dönüştürme sistemleri (PCS) — gibi doğrusal olmayan ve yüksek harmonik içeren yükler yoğun bir şekilde bulunmaktadır; bu, harmonik kirliliğinin üretim verimliliğini ve ürün kalitesini ciddi şekilde olumsuz etkilediği, harmonik kaynağı yoğun tipik bir senaryodur.Harmonik azaltma ve reaktif güç kompanzasyonunu tek bir sis

RW Energy
Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products Güç Kalitesi İyileştirme Projesi - Orta Frekanslı Fırın Harmonik Azaltma ve Güç Kalitesi İyileştirmesinde Bir Başarı Hikayesi

Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products güç kalitesi iyileştirme projesi, metal ürünleri endüstrisinde orta frekanslı fırınlar gibi doğrusal olmayan yüklerin yoğun bağlantısından kaynaklanan ciddi harmonik kirliliği ele alan özel bir yenileme projesidir. Harmonik azaltma ve reaktif güç kompanzasyonunu bir arada sunmak üzere toplam 17550 kvar kapasiteli bir H5+H7+H11 filtre kompanzasyon bankası kurulmuştur.Devreye alındığından bu yana, baskın 5., 7. ve 11. karakteristik harmonikler etkili bir şekil

RW Energy
Moğolistan Güney Gobi Kömür Yıkama Tesisi 35 kV Güç Kalitesi Başarı Hikayesi

Moğolistan'ın Güney Gobi Eyaleti'ndeki bir kömür yıkama tesisindeki 35 kV güç kalitesi iyileştirme projesi, kömür yıkama endüstrisinde değişken frekanslı sürücü (VFD) ekipmanlarının yoğun bağlantısından kaynaklanan ciddi harmonik kirliliği ele alan özel bir yenileme projesidir. Harmonik azaltma ve reaktif güç kompanzasyonunu bir arada sunmak için 5000 kvar H5 filtre kompanzasyon bankası kurulmuştur.Devreye alınmasından bu yana, baskın 5. harmonik etkili bir şekilde filtrelenmiş, harmonik distors

RW Energy