Basisinformatie van gebruikers
Een cementfabriek produceert diverse constructiebeton.Het bedrijf beschikt over 3 productielijnen.De schakelende voeding maakt gebruik van inverteraandrijfmotoren, 2000KVA2-, 630KVA-transformatoren, en elke transformator is uitgerust met een condensatorcompensatiekast aan de onderste drukzijde.Het schema van het voedingssysteem is als volgt:
Actuele bedrijfsgegevens
Het uitgangsvermogen van de softstarter voor een 2000KVA-transformator is 1720KVA, de gemiddelde arbeidsfactor is PF=0,83, de werkstroom is 2500A, het vermogen is een 530KVA630KVA-transformator, de gemiddelde arbeidsfactor is PF=0,87 en de werkstroom is 770A.De reactieve vermogenscompensatiekast onder elke transformator heeft vaak stroomuitschakelingen, lekkage van condensatorolie en display-informatie op het bedieningspaneel die geen abnormale werking toestaat.Daarom is de alomvattende arbeidsfactor slechts 0,84 en bedraagt de reactieve vermogensstraf ongeveer 20.000 in januari.En productielijnmotoren en softstarters kunnen soms de productie verstoren.
Analyse van de situatie van het energiesysteem
De hoofdbelasting van de converterballast bestaat uit 6 enkelpulsvoorschakelapparaten.De ballastapparatuur produceert een grote hoeveelheid pulsstroom bij het omzetten van wisselstroom naar gelijkstroom.Het is een typische pulsstroombron en wordt ingevoerd in het elektriciteitsnet.Harmonische stromen veroorzaken gepulseerde stroomwerkspanning naar de karakteristieke impedantie van het elektriciteitsnet, wat resulteert in frameverlies van werkspanning en -stroom, waardoor de kwaliteit en de bedrijfsveiligheid van schakelende voedingen in gevaar komen, lijnverlies en afwijking van de werkspanning toenemen en negatieve effecten op de voeding ontstaan. het elektriciteitsnet en de elektriciteitscentrales zelf Invloed.
De computerinterface (PLC) van de programmacontroller is gevoelig voor de harmonische vervorming van de werkspanning van de schakelende voeding.Over het algemeen wordt bepaald dat het totale frameverlies van de pulsstroomwerkspanning (THD) minder dan 5% bedraagt, en de individuele pulsstroomwerkspanning. Als de framesnelheid te hoog is, kan de bedieningsfout van het besturingssysteem leiden tot de onderbreking van productie of exploitatie, resulterend in een groot productieaansprakelijkheidsongeval.
Wanneer de condensatorbank voor blindvermogencompensatie in werking wordt gesteld, wordt, omdat de karakteristieke impedantie van de pulsstroom van de condensatorbank klein is, een grote hoeveelheid pulsstroom in de condensatorsamenstelling geïntroduceerd en de huidige hoeveelheid neemt snel toe, wat de levensduur ernstig beïnvloedt .Aan de andere kant, wanneer de pulsstroomcondensator van de condensatorbank equivalent is aan de equivalente pulsstroominductor van de systeemsoftware, zal de toename van de harmonische stroom (2-10 keer) ervoor zorgen dat de condensator oververhit raakt en deze vernietigt, en de pulsstroom zal ervoor zorgen dat de frequentie van het uitgangsvermogen verandert.De sinusoïdale golfvorm is buiten beeld, resulterend in een zaagtandvormige scherpe golf, en zal een gedeeltelijke ontlading van het isolatielaagmateriaal veroorzaken, waardoor de verbrossing van het isolatielaagmateriaal wordt versneld en schade aan de condensator wordt veroorzaakt.Daarom kan de compensatiekast voor reactief vermogen van de condensator niet worden gebruikt voor compensatie van het vermogen van de omvormer, en moet een filter met pulsstroomonderdrukkingsfunctie worden geselecteerd voor compensatie van blindvermogen bij lage spanning.
Filter reactief vermogen compensatie behandelplan
Bestuursdoelen
Het ontwerp van filtercompensatieapparatuur voldoet aan de eisen van harmonische onderdrukking en beheer van reactief vermogen.
Onder de bedrijfsmodus van het 0,4KV-systeem wordt, nadat de filtercompensatieapparatuur in gebruik is genomen, de pulsstroom onderdrukt en bedraagt de maandelijkse gemiddelde arbeidsfactor ongeveer 0,92.
Harmonische resonantie van hoge orde, resonantie-overspanning en overstroom veroorzaakt door aansluiting op het filtercompensatievertakkingscircuit zullen niet optreden.
Ontwerp volgt normen
Stroomkwaliteit Harmonischen van het openbaar elektriciteitsnet GB/T14519-1993
Voedingskwaliteit Spanningsschommelingen en flikkering GB12326-2000
Algemene technische voorwaarden van laagspanningscompensatieapparaat voor reactief vermogen GB/T 15576-1995
Laagspanningscompensatieapparaat voor reactief vermogen JB/T 7115-1993
Technische voorwaarden voor blindvermogencompensatie JB/T9663-1999 "Automatische compensatiecontroller voor laagspanningsblindvermogen" van de hoge harmonische stroomgrenswaarde van laagspanningsvermogen en elektronische apparatuur GB/T17625.7-1998
Elektrotechnische termen Vermogenscondensatoren GB/T 2900.16-1996
Laagspanningshuntcondensator GB/T 3983.1-1989
Reactor GB10229-88
ReactorIEC 289-88
Laagspanningsregelaar voor blindvermogencompensatie, bestel technische voorwaarden DL/T597-1996
Laagspanningsbeveiligingsklasse GB5013.1-1997 voor elektrische behuizingen
Volledige laagspanningsschakel- en besturingsapparatuur GB7251.1-1997
concept van ontwerp
Afhankelijk van de specifieke situatie van het bedrijf wordt bij de filtercompensatie van de voeding van de omvormer rekening gehouden met de arbeidsfactor en pulsstroomonderdrukking, en wordt de compensatieapparatuur voor filterstoringen ingesteld op de 0,4 kV-bodemspanningszijde van de transformator, die kan onderdrukken de pulsstroom en compenseer de verbetering van de arbeidsfactor.
In de converter genereert de ballast 6K-1 geavanceerde pulsstromen volgens de stroom uit de Fourier-serie, en genereert vervolgens 5 geavanceerde pulsstromen, elk op ongeveer 250 Hz en 7350 Hz.Daarom is het bij het ontwerpen van blindvermogencompensatie voor inductieovens met middenfrequentie noodzakelijk om frequenties rond 250 Hz en 350 Hz te ontwerpen om ervoor te zorgen dat de filtercompensatietak pulsstromen effectief kan onderdrukken, tegelijkertijd reactieve belastingen kan compenseren en de arbeidsfactor kan verbeteren.
ontwerp opdracht
De uitgebreide arbeidsfactor van de gekoppelde omvormervoedingslijn van de 2000 kV AC-transformator wordt gecompenseerd van 0,8 tot 0,95.De filtercompensatieapparatuur moet zijn uitgerust met een volume van 760 kV en automatisch worden omgezet in 8 sets volumes, en één set werkt samen met de wikkelcompensatie aan de onderste spanningszijde van de transformator.De werklast van klassenaanpassing is 45KVAR, die aan verschillende stroomvereisten van de productielijn kan voldoen.De uitgebreide arbeidsfactor van de 630 kV-transformator-paarconverterlijn is gecompenseerd en het compensatiebereik loopt van 0,8 tot 0,95.De filtercompensatieapparatuur moet zijn uitgerust met een volume van 310 kV, dat automatisch wordt omgezet in vier sets volumes, en één set werkt ter compensatie samen met de wikkelweerstand aan de onderste spanningszijde van de transformator.De werklast van klassenaanpassing is 26KVAR, die aan verschillende stroomvereisten van de productielijn kan voldoen.Het schemaontwerp garandeert volledig dat de arbeidsfactor groter is dan 0,95.
Effectanalyse na installatie van filtercompensatie
In juli 2010 werd het compensatie-apparaat voor reactief vermogen met inverterfiltering geïnstalleerd en in gebruik genomen.Het apparaat volgt automatisch de belastingsverandering van de omvormer, onderdrukt in realtime hoge harmonischen, compenseert reactief vermogen en verbetert de arbeidsfactor.details als volgt:
Nadat het filtercompensatie-apparaat in gebruik is genomen, bedraagt de veranderingscurve van de arbeidsfactor nadat het filtercompensatie-apparaat in gebruik is genomen ongeveer 0,97 (het verhoogde deel is ongeveer 0,8 wanneer het filtercompensatie-apparaat is verwijderd)
Laad werking
De stroom die wordt gebruikt door 2000KVA-transformatoren wordt verlaagd van 2500A naar 2120A, een daling van 15%;de stroom die wordt gebruikt door 630KVA-transformatoren wordt verlaagd van 770A naar 620A, een daling van 19%.Na compensatie is de waarde voor de reductie van vermogensverliesWT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=50×{(0,85×4500)/4500}2×0,4≈34(kw h) In de formule, Pd is het kortsluitverlies van de transformator, namelijk 50 kW, en de jaarlijkse besparing op elektriciteitskosten is 34*20*30*10*0,7=142.800 yuan (op basis van 20 uur per dag, 30 dagen per maand werken , 10 maanden per jaar, 0,7 yuan per kWh).
arbeidsfactor situatie
De algemene energietechniekindex van het bedrijf is gestegen van 0,8 naar 0,95, en de maandelijkse energietechniekindex is op 0,96-0,98 gebleven, van ruim 20.000 yuan per maand naar ruim 6.000-10.000 yuan per maand.
De laagspannings-blindvermogencompensatie van het frequentieomzettingsfilter heeft de mogelijkheid om de pulsstroom te onderdrukken en de reactieve belasting te compenseren, het probleem van blindvermogenboete op te lossen, de uitgangscapaciteit van de transformator te vergroten, het verlies aan actieve vermogenscompensatie te verminderen, verhoog de output en breng voordelen voor het bedrijf. Er zijn duidelijke economische voordelen behaald en de projectinvestering van de klant bedraagt minder dan een jaar lang de projectinvestering.Daarom is het bedrijf zeer tevreden met de blindvermogencompensatie van het inverterfilter en zal het in de toekomst enkele klanten introduceren.
Posttijd: 13 april 2023