Información básica de los usuarios.
La empresa de productos plásticos produce principalmente tuberías de suministro de agua de PE, tuberías de drenaje de fuelle metálico, etc. La empresa tiene 4 líneas de producción, parte de la fuerza motriz utiliza motores CC sin escobillas y motores de accionamiento de frecuencia variable CC, hay cuatro juegos de 400 KVA, cada transformador. Lado de presión inferior Equipado con caja de compensación de capacitancia.El diagrama del sistema de suministro de energía es el siguiente:
Datos operativos reales
El motor de CC del transformador de 400 KVA, la alta potencia del inversor es de 360 KW, el factor de potencia promedio es PF = 0,7, la corriente de trabajo es de 780 A, la caja de compensación no válida debajo de cada transformador a menudo se dispara, el condensador se expande y tiene fugas, y el El controlador no puede controlar la anomalía, etc. Fenómenos, la tasa integral es solo 0,8 y la multa por invalidez es de aproximadamente 15.000 por mes.Además, los motores y arrancadores suaves de la línea de producción a veces sufren daños, lo que afecta a la producción.
Análisis de la situación del sistema eléctrico
La carga principal del motor DC sin escobillas y la fuente de alimentación del rectificador inversor es una fuente de alimentación del rectificador de 6 pulsos únicos.Durante el funcionamiento del equipo rectificador, la CA se puede convertir en CC, formando una gran cantidad de fuentes de corriente de pulso, introduciendo corrientes armónicas en la red eléctrica y afectando la red eléctrica.La impedancia característica causa el voltaje de trabajo de la corriente de pulso, lo que resulta en una salida fuera del marco del voltaje y la corriente de trabajo, poniendo en peligro la calidad y seguridad de operación de la fuente de alimentación conmutada, aumentando la pérdida de línea y la desviación del voltaje de trabajo, y teniendo un impacto negativo en la red eléctrica y en el equipamiento eléctrico de la propia central eléctrica.
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 del motor sin escobillas de CC, 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
Ideas de diseño
De acuerdo con la situación específica de la empresa, nuestra empresa diseñó un conjunto de esquemas detallados de filtro de compensación de potencia reactiva de arrancador suave y motor de CC.Considere completamente el factor de potencia de carga y la supresión de armónicos, e instale filtros en el lado de voltaje inferior de 0,4 KV del transformador de la empresa para compensar la potencia reactiva de bajo voltaje para suprimir armónicos, compensar la potencia reactiva y mejorar el factor de potencia.Durante el funcionamiento del motor CC y el inversor, el dispositivo rectificador genera armónicos 6K+1 superiores.Después de que la corriente se descompone y transforma mediante la serie de Fourier, se generan 5 veces de 250 HZ y 7 veces de armónicos más altos por encima de 350 HZ.Por lo tanto, en el diseño de la compensación de potencia reactiva del filtro de horno eléctrico de frecuencia intermedia, es necesario diseñar frecuencias de 250 HZ, 350 HZ y superiores para garantizar que la rama de compensación del filtro pueda suprimir eficazmente los armónicos mientras compensa la potencia reactiva y mejora el factor de potencia.
tarea de diseño
La potencia integral de la línea de producción de motores de CC y convertidores de frecuencia correspondiente al transformador de 400 KVA se compensa de 0,7 a más de 0,95.El filtro compensador debe configurarse a una capacidad de 380 kvar, que se divide en 4 grupos de capacidad y se corta automáticamente para compensar la flexión del lado de bajo voltaje del transformador, respectivamente.La capacidad de ajuste clasificada es de 45 kvar, que puede adaptarse a diversos requisitos de energía de la línea de producción, por lo que el diseño garantiza completamente que la potencia ajustada sea superior a 0,9.
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 del filtro para motores CC y convertidores de frecuencia.El dispositivo rastrea automáticamente los cambios de carga de los motores de CC y los convertidores de frecuencia, 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 0,99 (la parte elevada es de aproximadamente 0,7 cuando se retira el dispositivo de compensación del filtro)
Operación de carga
La corriente utilizada por el transformador de 400KVA se reduce de 770A a 520A, una caída del 33%.Después de la compensación, el valor de reducción de la pérdida de energía es WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=5×{(0.7×400)400}2×0.4≈2.8( kw · h) En la fórmula, Pd es la pérdida por cortocircuito del transformador, que es 5 KW, y el ahorro anual de gastos de electricidad es 2,8*20*30*10*0,7=11.700 yuanes (basado en trabajar 20 horas al día). día, 30 días al mes, 10 meses al año, por kwh de electricidad 0,7 yuanes).
situación del factor de potencia
El factor de derechos general de la empresa aumentó de 0,7 a 0,95, el factor de derechos mensual se mantuvo entre 0,96 y 0,98 y la multa aumentó de 15.000 yuanes por mes a 3.000-5.000 yuanes por mes.
El motor BLDC y el filtro de arranque suave.
El dispositivo de compensación de potencia reactiva tiene la capacidad de suprimir la corriente de pulso y compensar la carga de potencia reactiva, resolver el problema de la penalización de potencia reactiva, aumentar el volumen de salida del transformador, reducir el consumo de energía activa y aumentar la salida, lo que aporta beneficios económicos obvios. a la empresa y retorno de la inversión en el proyecto del cliente hace un año.Por lo tanto, la empresa está muy satisfecha con la compensación de potencia reactiva de los motores de CC sin escobillas y los filtros inversores, y presentará algunos clientes en el futuro.
Hora de publicación: 14-abr-2023