Podstawowe informacje o użytkownikach
Firma produkująca wyroby z tworzyw sztucznych produkuje głównie rury doprowadzające wodę z PE, rury drenażowe z metalowymi mieszkami itp. Firma posiada 4 linie produkcyjne, część siły napędowej wykorzystuje silniki bezszczotkowe prądu stałego i silniki napędzane prądem stałym o zmiennej częstotliwości, istnieją cztery zestawy po 400 kVA każdy transformator dolna strona ciśnieniowa Wyposażona w skrzynkę kompensacji pojemności.Schemat układu zasilania wygląda następująco:
Rzeczywiste dane eksploatacyjne
Silnik prądu stałego transformatora 400 kVA, duża moc falownika wynosi 360 kW, średni współczynnik mocy wynosi PF = 0,7, prąd roboczy wynosi 780 A, nieprawidłowa skrzynka kompensacyjna pod każdym transformatorem często się wyłącza, kondensator rozszerza się i przecieka, a kontroler nie może zapanować nad nieprawidłowością itp. Zjawiska, stawka ogólna wynosi tylko 0,8, a nieważna kara wynosi około 15 000 miesięcznie.Ponadto silniki i softstarty na linii produkcyjnej czasami ulegają uszkodzeniu, co wpływa na produkcję.
Analiza sytuacji systemu elektroenergetycznego
Głównym obciążeniem bezszczotkowego silnika prądu stałego i zasilacza prostownika inwerterowego jest 6 zasilaczy prostowniczych jednoimpulsowych.Podczas pracy urządzeń prostowniczych prąd przemienny może zostać przekształcony w prąd stały, tworząc dużą liczbę źródeł prądu impulsowego, wprowadzając prądy harmoniczne do sieci energetycznej i wpływając na sieć energetyczną.Impedancja charakterystyczna powoduje powstanie napięcia roboczego prądu impulsowego, co skutkuje przekroczeniem zakresu napięcia i prądu roboczego, zagrażając jakości i bezpieczeństwu pracy zasilacza impulsowego, zwiększając straty liniowe i odchylenie napięcia roboczego oraz powodując negatywny wpływ na sieć energetyczną i urządzenia elektryczne samej 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 biernej silnika bezszczotkowego prądu stałego i 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
Pomysły na projekt
Zgodnie ze specyficzną sytuacją firmy, nasza firma zaprojektowała zestaw szczegółowych schematów filtrów kompensacji mocy biernej silnika prądu stałego i softstartera.Należy w pełni uwzględnić współczynnik mocy obciążenia i tłumienie harmonicznych oraz zainstalować filtry po stronie dolnego napięcia 0,4 kV transformatora firmy w celu kompensacji mocy biernej niskiego napięcia w celu tłumienia harmonicznych, kompensacji mocy biernej i poprawy współczynnika mocy.Podczas pracy silnika prądu stałego i falownika urządzenie prostownicze generuje wyższe harmoniczne o wartości 6K+1.Po rozłożeniu i przekształceniu prądu za pomocą szeregu Fouriera generowane jest 5 razy więcej niż 250 Hz i 7 razy wyższe harmoniczne powyżej 350 Hz.Dlatego przy projektowaniu kompensacji mocy biernej filtra pieca elektrycznego o średniej częstotliwości konieczne jest zaprojektowanie częstotliwości 250 Hz, 350 Hz i wyższych, aby zapewnić, że gałąź kompensacji filtra może skutecznie tłumić harmoniczne, kompensując moc bierną i poprawiając współczynnik mocy.
zadanie projektowe
Całkowita moc linii produkcyjnej silnika prądu stałego i przetwornicy częstotliwości odpowiadająca transformatorowi 400 KVA jest kompensowana od 0,7 do ponad 0,95.Kompensator filtra należy ustawić na moc 380 kvar, która jest podzielona na 4 grupy mocy i automatycznie odcinana, aby skompensować odpowiednio ugięcie strony niskiego napięcia transformatora.Sklasyfikowana moc regulacji wynosi 45 kvar i można ją dostosować do różnych wymagań mocy linii produkcyjnej, więc konstrukcja w pełni zapewnia, że dostosowana moc przekracza 0,9.
Analiza efektu po zamontowaniu filtra kompensacyjnego
W lipcu 2010 roku zamontowano i uruchomiono filtrujące urządzenie do kompensacji mocy biernej silników prądu stałego i przemienników częstotliwości.Urządzenie automatycznie śledzi zmiany obciążenia silników prądu stałego i przetwornic częstotliwości, tłumi w czasie rzeczywistym harmoniczne wyższego rzędu, 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 0,99 (podniesiona część wynosi około 0,7 po zdjęciu urządzenia do kompensacji filtra).
Operacja ładowania
Prąd pobierany przez transformator 400 kVA został zmniejszony z 770 A do 520 A, co oznacza spadek o 33%.Po kompensacji wartość redukcji strat mocy wynosi WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=5×{(0,7×400)400}2×0,4≈2,8( kw·h) We wzorze Pd oznacza stratę zwarciową transformatora, która wynosi 5 kW, a roczne oszczędności w wydatkach na energię elektryczną wynoszą 2,8*20*30*10*0,7=11 700 juanów (w oparciu o pracę 20 godzin dziennie dzień, 30 dni w miesiącu, 10 miesięcy w roku, za kWh energii elektrycznej 0,7 juana).
sytuacja współczynnika mocy
Ogólny współczynnik praw przedsiębiorstwa wzrósł z 0,7 do 0,95, miesięczny współczynnik praw pozostał na poziomie 0,96–0,98, a kara wzrosła z 15 000 juanów miesięcznie do 3 000–5 000 juanów miesięcznie.
Silnik BLDC i filtr softstartera
Urządzenie do kompensacji mocy biernej ma zdolność tłumienia prądu impulsowego i kompensacji obciążenia mocą bierną, rozwiązywania problemu kary za moc bierną, zwiększania objętości wyjściowej transformatora, zmniejszania zużycia energii czynnej i zwiększania mocy wyjściowej, przynosząc oczywiste korzyści ekonomiczne do firmy i zwrot inwestycji w projekt klienta rok temu.Dlatego firma jest bardzo zadowolona z kompensacji mocy biernej bezszczotkowych silników prądu stałego i filtrów inwerterowych i w przyszłości wprowadzi ją do oferty dla niektórych klientów.
Czas publikacji: 14 kwietnia 2023 r