Sprawa cementowni

Podstawowe informacje o użytkownikach
Cementownia produkuje różne betony budowlane.Firma posiada 3 linie produkcyjne.Zasilacz impulsowy wykorzystuje silniki napędu inwertorowego, transformatory 2000KVA2, 630KVA, a każdy transformator jest wyposażony w szafę kompensacyjną kondensatorów po dolnej stronie ciśnieniowej.Schemat układu zasilania wygląda następująco:

Rzeczywiste dane eksploatacyjne
Moc wyjściowa softstartera dla transformatora 2000 kVA wynosi 1720 kVA, średni współczynnik mocy wynosi PF = 0,83, prąd roboczy wynosi 2500 A, moc transformatora wynosi 530 kVA 630 kVA, średni współczynnik mocy wynosi PF = 0,87, a prąd roboczy wynosi 770 A.W szafce kompensacji mocy biernej pod każdym transformatorem często występują awarie zasilania, wycieki oleju z kondensatora oraz informacje na wyświetlaczu panelu sterowania, które nie pozwalają na nieprawidłowe działanie.Zatem całkowity współczynnik mocy wynosi zaledwie 0,84, a kara za moc bierną w styczniu wynosi około 20 000.Silniki linii produkcyjnych i softstarty mogą czasami zakłócać produkcję.

Analiza sytuacji systemu elektroenergetycznego
Głównym obciążeniem statecznika konwertera jest 6 stateczników jednoimpulsowych.Sprzęt balastowy wytwarza dużą ilość prądu impulsowego podczas konwersji prądu przemiennego na prąd stały.Jest to typowe źródło prądu impulsowego, wprowadzane do sieci energetycznej.Prądy harmoniczne powodują, że napięcie robocze prądu pulsacyjnego odpowiada impedancji charakterystycznej sieci energetycznej, co powoduje utratę napięcia i prądu roboczego w ramce, zagraża jakości i bezpieczeństwu pracy zasilaczy impulsowych, zwiększa straty w linii i odchylenie napięcia roboczego oraz powoduje negatywne skutki dla Wpływ sieci energetycznej i samych elektrowni.
Interfejs komputera sterującego programem (PLC) jest wrażliwy na zniekształcenia harmoniczne napięcia roboczego zasilacza impulsowego.Ogólnie przyjmuje się, że całkowite straty napięcia roboczego prądu impulsowego (THD) są mniejsze niż 5%, a napięcie robocze pojedynczego prądu impulsowego. Jeśli częstotliwość odświeżania jest zbyt duża, błąd w działaniu układu sterowania może prowadzić do przerwania produkcji lub eksploatacji, skutkujące poważnym wypadkiem związanym z odpowiedzialnością za produkcję.
Po uruchomieniu baterii kondensatorów z kompensacją mocy biernej, ponieważ impedancja charakterystyczna prądu impulsowego baterii kondensatorów jest mała, do składu kondensatora wprowadzana jest duża ilość prądu impulsowego, a wartość prądu szybko rośnie, poważnie wpływając na jego żywotność .Z drugiej strony, gdy kondensator prądu impulsowego baterii kondensatorów jest równoważny induktorowi prądu impulsowego oprogramowania systemowego, wzrost prądu harmonicznego (2-10 razy) spowoduje przegrzanie i zniszczenie kondensatora, a prąd impulsowy spowoduje zmianę częstotliwości mocy wyjściowej.Przebieg sinusoidalny jest poza ramą, co skutkuje ostrą falą w kształcie zęba piły i powoduje częściowe wyładowanie materiału warstwy izolacyjnej, przyspieszając w ten sposób kruchość materiału warstwy izolacyjnej i powodując uszkodzenie kondensatora.Dlatego też szafka kompensacji mocy biernej kondensatora nie może być używana do kompensacji mocy falownika, a do kompensacji mocy biernej niskiego napięcia należy wybrać filtr z funkcją tłumienia prądu impulsowego.

Filtruj plan leczenia kompensacji mocy biernej
Cele zarządzania
Konstrukcja urządzeń kompensujących filtry spełnia wymagania dotyczące tłumienia harmonicznych i zarządzania tłumieniem mocy biernej.
W trybie pracy systemu 0,4 KV, po uruchomieniu urządzeń kompensujących filtr, prąd impulsowy jest tłumiony, a średni miesięczny współczynnik mocy wynosi około 0,92.
Rezonans harmoniczny wyższego rzędu, przepięcie rezonansowe i przetężenie spowodowane podłączeniem do obwodu odgałęzionego kompensacji filtra nie wystąpią.
Projekt zgodny ze standardami
Jakość energii Harmoniczne w sieci publicznej GB/T14519-1993
Jakość zasilania Wahania i migotanie napięcia GB12326-2000
Ogólne warunki techniczne urządzenia do kompensacji mocy biernej niskiego napięcia GB/T 15576-1995
Urządzenie do kompensacji mocy biernej niskiego napięcia JB/T 7115-1993
Warunki techniczne kompensacji mocy biernej JB/T9663-1999 „Regulator automatycznej kompensacji mocy biernej niskiego napięcia” z wartości granicznej prądu harmonicznych wyższego rzędu w urządzeniach niskonapięciowych i sprzęcie elektronicznym GB/T17625.7-1998
Terminy elektrotechniczne Kondensatory mocy GB/T 2900.16-1996
Kondensator bocznikowy niskiego napięcia GB/T 3983.1-1989
Reaktor GB10229-88
Reaktor IEC 289-88
Sterownik kompensacji mocy biernej niskiego napięcia zamów warunki techniczne DL/T597-1996
Stopień ochrony obudowy elektrycznej niskiego napięcia GB5013.1-1997
Kompletna aparatura rozdzielcza i sterownicza niskiego napięcia GB7251.1-1997

koncepcja projektu
W zależności od konkretnej sytuacji firmy, w kompensacji filtra zasilacza falownika uwzględnia się współczynnik mocy i tłumienie prądu impulsowego, a sprzęt kompensujący awarię filtra jest ustawiony po stronie dolnego napięcia transformatora 0,4 kV, co może tłumić prądu impulsowego i kompensować poprawę współczynnika mocy.
W konwerterze statecznik generuje zaawansowane prądy impulsowe o wartości 6K-1 zgodnie z przepływem prądu w szeregu Fouriera, a następnie generuje 5 zaawansowanych prądów impulsowych, każdy o częstotliwości około 250 Hz i 7350 Hz.Dlatego przy projektowaniu kompensacji mocy biernej pieców indukcyjnych o średniej częstotliwości konieczne jest zaprojektowanie częstotliwości w okolicach 250 Hz i 350 Hz, aby zapewnić, że gałąź kompensacji filtra może skutecznie tłumić prądy pulsacyjne, jednocześnie kompensować obciążenia bierne i poprawiać współczynnik mocy.

zadanie projektowe
Całkowity współczynnik mocy sparowanej linii zasilającej falownika transformatora prądu przemiennego 2000 kV jest kompensowany w zakresie od 0,8 do 0,95.Urządzenia do kompensacji filtrów muszą być wyposażone w objętość 760 kV i automatycznie konwertowane na 8 zestawów objętości, z których jeden współpracuje z kompensacją uzwojeń po dolnej stronie napięcia transformatora.Obciążenie dostosowania klasy wynosi 45 KVAR, co może spełnić różne wymagania dotyczące mocy linii produkcyjnej.Całkowity współczynnik mocy linii przekształtnikowej 630 kV został skompensowany, a zakres kompensacji wynosi od 0,8 do 0,95.Urządzenie do kompensacji filtra musi być wyposażone w objętość 310 kV, która jest automatycznie konwertowana na cztery zestawy objętości, przy czym jeden zestaw współpracuje z rezystorem uzwojenia po dolnej stronie napięcia transformatora w celu kompensacji.Obciążenie dostosowania klasy wynosi 26 KVAR, co może spełnić różne wymagania dotyczące mocy linii produkcyjnej.Projekt schematu w pełni gwarantuje, że współczynnik mocy przekracza 0,95.

Analiza efektu po zamontowaniu filtra kompensacyjnego
W lipcu 2010 roku zamontowano i uruchomiono falownik filtrujący urządzenie kompensujące moc bierną.Urządzenie automatycznie śledzi zmianę obciążenia falownika, tłumi w czasie rzeczywistym wyższe harmoniczne, kompensuje moc bierną i poprawia współczynnik mocy.szczegóły w następujący sposób:

Po uruchomieniu urządzenia do kompensacji filtra krzywa zmiany współczynnika mocy po uruchomieniu urządzenia do kompensacji filtra wynosi około 0,97 (podniesiona część wynosi około 0,8 po zdjęciu urządzenia do kompensacji filtra).

Operacja ładowania
Prąd pobierany przez transformatory o mocy 2000 kVA został zmniejszony z 2500 A do 2120 A, co oznacza spadek o 15%;prąd pobierany przez transformatory 630 kVA został zmniejszony z 770 A do 620 A, co stanowi spadek o 19%.Po kompensacji wartość redukcji straty mocy wynosiWT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=50×{(0,85×4500)/4500}2×0,4≈34(kw·h) W wzór: Pd to strata zwarciowa transformatora, która wynosi 50 kW, a roczne oszczędności w wydatkach na energię elektryczną wynoszą 34*20*30*10*0,7=142 800 juanów (przy pracy 20 godzin dziennie, 30 dni w miesiącu , 10 miesięcy w roku, 0,7 juana za kWh).

sytuacja współczynnika mocy
Ogólny wskaźnik energetyki spółki wzrósł z 0,8 do 0,95, a miesięczny wskaźnik energetyki pozostał na poziomie 0,96–0,98, rosnąc z ponad 20 000 juanów miesięcznie do ponad 6 000–10 000 juanów miesięcznie.
Kompensacja mocy biernej niskiego napięcia w filtrze konwersji częstotliwości ma zdolność tłumienia prądu impulsowego i kompensacji obciążenia biernego, rozwiązywania problemu kary za moc bierną, zwiększania mocy wyjściowej transformatora, zmniejszania utraty kompensacji mocy czynnej, zwiększyć produkcję i przynieść korzyści firmie. Osiągnięto oczywiste korzyści ekonomiczne, a inwestycja projektowa klienta to mniej niż rok nabycia inwestycji projektowej.Dlatego firma jest bardzo zadowolona z kompensacji mocy biernej filtra inwertera i w przyszłości wprowadzi ją do oferty dla niektórych klientów.