Información básica de los usuarios.
Una fábrica de cemento produce diversos hormigones de construcción.La empresa cuenta con 3 líneas de producción.La fuente de alimentación conmutada utiliza motores de accionamiento inversor, transformadores de 2000 KVA2, 630 KVA, y cada transformador está equipado con un gabinete de compensación de capacitores en el lado de presión inferior.El diagrama del sistema de suministro de energía es el siguiente:
Datos operativos reales
La potencia de salida del arrancador suave para un transformador de 2000KVA es 1720KVA, el factor de potencia promedio es PF=0,83, la corriente de trabajo es 2500A, la potencia es un transformador de 530KVA630KVA, el factor de potencia promedio es PF=0,87 y la corriente de trabajo es 770A.El gabinete de compensación de potencia reactiva debajo de cada transformador a menudo tiene disparos de energía, fugas de aceite del capacitor e información en la pantalla del panel de control que no permite operaciones anormales.Por lo tanto, el factor de potencia integral es de sólo 0,84 y la penalización de potencia reactiva es de aproximadamente 20.000 en enero.Y los motores de la línea de producción y los arrancadores suaves a veces pueden interrumpir la fabricación.
Análisis de la situación del sistema eléctrico
La carga principal del balastro del convertidor son 6 balastros de un solo pulso.El equipo de balastro produce una gran cantidad de corriente pulsada en el trabajo de convertir CA a CC.Es una fuente de corriente de pulso típica y se ingresa a la red eléctrica.Las corrientes armónicas causan voltaje de trabajo de corriente pulsada a la impedancia característica de la red eléctrica, lo que resulta en una pérdida de voltaje y corriente de trabajo en el marco, poniendo en peligro la calidad y seguridad de operación de las fuentes de alimentación conmutadas, aumentando la pérdida de línea y la desviación del voltaje de trabajo, y causando efectos negativos en Influencia de la red eléctrica y de las propias centrales eléctricas.
La interfaz de computadora del controlador del programa (PLC) es sensible a la distorsión armónica del voltaje de trabajo de la fuente de alimentación conmutada.Generalmente se estipula que la pérdida de cuadro de voltaje de trabajo de corriente de pulso total (THD) sea inferior al 5%, y el voltaje de trabajo de corriente de pulso individual. Si la velocidad de cuadros es demasiado alta, el error de operación del sistema de control puede provocar la interrupción de producción u operación, lo que resulta en un gran accidente de responsabilidad de producción.
Cuando el banco de capacitores de compensación de potencia reactiva se pone en funcionamiento, debido a que la impedancia característica de la corriente de pulso del banco de capacitores es pequeña, se introduce una gran cantidad de corriente de pulso en la composición del capacitor y la cantidad de corriente se expande rápidamente, afectando seriamente su vida útil. .Por otro lado, cuando el capacitor de corriente de pulso del banco de capacitores es equivalente al inductor de corriente de pulso equivalente del software del sistema, el aumento en la corriente armónica (2-10 veces) hará que el capacitor se sobrecaliente y lo destruya, y el La corriente de pulso hará que la frecuencia de la potencia de salida cambie.La forma de onda sinusoidal está fuera de marco, lo que da como resultado una onda aguda en forma de diente de sierra y provocará una descarga parcial del material de la capa aislante, acelerando así la fragilización del material de la capa aislante y provocando daños al condensador.Por lo tanto, el gabinete de compensación de potencia reactiva del capacitor no se puede utilizar para la compensación de potencia del inversor y se debe seleccionar un filtro con función de supresión de corriente de pulso para la compensación de potencia reactiva de bajo voltaje.
Plan de tratamiento de compensación de potencia reactiva del filtro
Objetivos de gobernanza
El diseño de los equipos de compensación de filtros cumple con los requisitos de supresión de armónicos y gestión de supresión de potencia reactiva.
En el modo de funcionamiento del sistema de 0,4 KV, después de que se pone en funcionamiento el equipo de compensación del filtro, se suprime la corriente de pulso y el factor de potencia promedio mensual es de aproximadamente 0,92.
No se producirán resonancia armónica de alto orden, sobretensión de resonancia ni sobrecorriente causadas por la conexión al circuito derivado de compensación del filtro.
El diseño sigue los estándares
Calidad de energía Armónicos de la red pública GB/T14519-1993
Calidad de energía Fluctuación de voltaje y parpadeo GB12326-2000
Condiciones técnicas generales del dispositivo de compensación de potencia reactiva de bajo voltaje GB/T 15576-1995
Dispositivo de compensación de potencia reactiva de baja tensión JB/T 7115-1993
Condiciones técnicas de compensación de potencia reactiva JB/T9663-1999 “Controlador de compensación automática de potencia reactiva de bajo voltaje” a partir del valor límite de corriente armónica de alto orden de equipos electrónicos y de potencia de bajo voltaje GB/T17625.7-1998
Términos electrotécnicos Condensadores de potencia GB/T 2900.16-1996
Condensador de derivación de baja tensión GB/T 3983.1-1989
ReactorGB10229-88
Reactor IEC 289-88
Condiciones técnicas del pedido del controlador de compensación de potencia reactiva de baja tensión DL/T597-1996
Grado de protección del gabinete eléctrico de bajo voltaje GB5013.1-1997
Equipo completo de control y aparamenta de baja tensión GB7251.1-1997
concepto de diseño
De acuerdo con la situación específica de la empresa, el factor de potencia y la supresión de corriente de pulso se consideran en la compensación del filtro de la fuente de alimentación del inversor, y el equipo de compensación de falla del filtro se configura en el lado de voltaje inferior de 0,4 kV del transformador, que puede suprimir la corriente de pulso y compensar la mejora del factor de potencia.
En el convertidor, el balastro genera corrientes de pulso avanzadas 6K-1 de acuerdo con el flujo de corriente de la serie de Fourier y luego genera 5 corrientes de pulso avanzadas, cada una a aproximadamente 250 Hz y 7350 Hz.Por lo tanto, al diseñar la compensación de potencia reactiva para hornos de inducción de frecuencia intermedia, es necesario diseñar frecuencias de alrededor de 250 Hz y 350 Hz para garantizar que la rama de compensación del filtro pueda suprimir eficazmente las corrientes de pulso, compensar las cargas reactivas al mismo tiempo y mejorar el factor de potencia.
tarea de diseño
El factor de potencia integral de la línea de alimentación del inversor emparejado del transformador de CA de 2000 kV se compensa de 0,8 a 0,95.El equipo de compensación del filtro debe estar equipado con un volumen de 760 kV y convertirse automáticamente en 8 conjuntos de volúmenes, y un conjunto coopera con la compensación del devanado en el lado de voltaje inferior del transformador.La carga de trabajo del ajuste de clase es de 45 KVAR, lo que puede satisfacer diversos requisitos de energía de la línea de producción.Se ha compensado el factor de potencia integral de la línea convertidora emparejada con transformador de 630 kV y el rango de compensación es de 0,8 a 0,95.El equipo de compensación del filtro debe estar equipado con un volumen de 310 kV, que se convierte automáticamente en cuatro conjuntos de volúmenes, y un conjunto coopera con la resistencia del devanado en el lado de voltaje inferior del transformador para la compensación.La carga de trabajo del ajuste de clase es de 26 KVAR, lo que puede satisfacer diversos requisitos de energía de la línea de producción.El diseño del esquema garantiza plenamente que el factor de potencia supere 0,95.
Análisis de efectos después de la instalación de la compensación del filtro.
En julio de 2010 se instaló y puso en funcionamiento el dispositivo de compensación de potencia reactiva de filtrado del inversor.El dispositivo rastrea automáticamente el cambio de carga del inversor, suprime los armónicos de alto orden en tiempo real, compensa la potencia reactiva y mejora el factor de potencia.detalles de la siguiente manera:
Después de poner en uso el dispositivo de compensación del filtro, la curva de cambio del factor de potencia después de poner en uso el dispositivo de compensación del filtro es de aproximadamente 0,97 (la parte elevada es de aproximadamente 0,8 cuando se retira el dispositivo de compensación del filtro)
Operación de carga
La corriente utilizada por los transformadores de 2000KVA se reduce de 2500A a 2120A, una caída del 15%;la corriente utilizada por los transformadores de 630KVA se reduce de 770A a 620A, una caída del 19%.Después de la compensación, el valor de reducción de pérdida de energía es WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=50×{(0.85×4500)/4500}2×0.4≈34(kw h) en el Fórmula, Pd es la pérdida por cortocircuito del transformador, que es de 50 KW, y el ahorro anual de gastos de electricidad es 34*20*30*10*0,7 = 142.800 yuanes (basado en trabajar 20 horas al día, 30 días al mes). , 10 meses al año, 0,7 yuanes por kWh).
situación del factor de potencia
El índice general de ingeniería energética de la compañía aumentó de 0,8 a 0,95, y el índice mensual de ingeniería energética se mantuvo entre 0,96 y 0,98, pasando de más de 20.000 yuanes al mes a más de 6.000 a 10.000 yuanes al mes.
La compensación de potencia reactiva de bajo voltaje del filtro de conversión de frecuencia tiene la capacidad de suprimir la corriente de pulso y compensar la carga reactiva, resolver el problema de la penalización de potencia reactiva, aumentar la capacidad de salida del transformador, reducir la pérdida de compensación de potencia activa, aumentar la producción y aportar beneficios a la empresa. Se han producido beneficios económicos evidentes y la inversión en el proyecto del cliente es inferior a un año de adquisición de la inversión en el proyecto.Por lo tanto, la empresa está muy satisfecha con la compensación de potencia reactiva del filtro inversor y presentará algunos clientes en el futuro.
Hora de publicación: 13-abr-2023