Informações básicas dos usuários
A empresa de produtos plásticos produz principalmente tubos de abastecimento de água PE, tubos de drenagem de fole metálico, etc. A empresa possui 4 linhas de produção, parte da força motriz usa motores DC sem escova e motores de acionamento de frequência variável DC, existem quatro conjuntos de 400KVA, cada transformador lado de pressão inferior Equipado com caixa de compensação de capacitância.O diagrama do sistema de alimentação é o seguinte:
Dados operacionais reais
O motor DC do transformador de 400KVA, a alta potência do inversor é de 360KW, o fator de potência médio é PF = 0,7, a corrente de trabalho é de 780A, a caixa de compensação inválida sob cada transformador frequentemente desarma, o capacitor se expande e vaza, e o o controlador não pode controlar a anormalidade, etc. Fenômenos, a taxa abrangente é de apenas 0,8 e a multa inválida é de cerca de 15.000 por mês.Além disso, os motores e soft starters da linha de produção às vezes são danificados, o que afeta a produção.
Análise da situação do sistema de energia
A carga principal do motor DC sem escova e da fonte de alimentação do retificador do inversor é de 6 fontes de alimentação do retificador de pulso único.Durante a operação do equipamento retificador, a CA pode ser convertida em CC, formando um grande número de fontes de corrente pulsada, introduzindo correntes harmônicas na rede elétrica e afetando a rede elétrica.A impedância característica causa a tensão de trabalho da corrente de pulso, resultando no fora do quadro da tensão e corrente de trabalho, colocando em risco a qualidade e a segurança de operação da fonte de alimentação chaveada, aumentando a perda de linha e o desvio da tensão de trabalho, e tendo um impacto negativo na rede elétrica e nos equipamentos elétricos da própria usina.
A interface do computador controlador do programa (PLC) é sensível à distorção harmônica da tensão de trabalho da fonte de alimentação chaveada.Geralmente é estipulado que a perda de quadro de tensão de trabalho da corrente de pulso total (THD) é inferior a 5%, e a tensão de trabalho da corrente de pulso individual. Se a taxa de quadros for muito alta, o erro de operação do sistema de controle pode levar à interrupção de produção ou operação, resultando em um grande acidente de responsabilidade de produção.
Quando o banco de capacitores de compensação de potência reativa é colocado em operação, porque a impedância característica da corrente de pulso do banco de capacitores é pequena, uma grande quantidade de corrente de pulso é introduzida na composição do capacitor, e a quantidade de corrente se expande rapidamente, afetando seriamente sua vida útil. .Por outro lado, quando o capacitor de corrente de pulso do banco de capacitores é equivalente ao indutor de corrente de pulso equivalente do software do sistema, o aumento na corrente harmônica (2-10 vezes) fará com que o capacitor superaqueça e o destrua, e o a corrente de pulso fará com que a frequência da potência de saída mude.A forma de onda senoidal está fora do quadro, resultando em uma onda aguda em forma de dente de serra, e causará descarga parcial do material da camada isolante, acelerando assim a fragilização do material da camada isolante e causando danos ao capacitor.Portanto, o gabinete de compensação de potência reativa do capacitor não pode ser usado para motor sem escova CC e compensação de potência do inversor, e um filtro com função de supressão de corrente de pulso deve ser selecionado para compensação de potência reativa de baixa tensão.
Filtrar plano de tratamento de compensação de potência reativa
Metas de governança
O projeto do equipamento de compensação de filtro atende aos requisitos de supressão de harmônicas e gerenciamento de supressão de potência reativa.
No modo de operação do sistema 0,4KV, após o equipamento de compensação do filtro ser colocado em operação, a corrente de pulso é suprimida e o fator de potência médio mensal é de cerca de 0,92.
Ressonância harmônica de alta ordem, sobretensão de ressonância e sobrecorrente causada pela conexão ao circuito derivado de compensação do filtro não ocorrerão.
O design segue os padrões
Qualidade de energia Harmônicos da rede pública GB/T14519-1993
Qualidade de energia Flutuação de tensão e cintilação GB12326-2000
Condições técnicas gerais do dispositivo de compensação de potência reativa de baixa tensão GB/T 15576-1995
Dispositivo de compensação de potência reativa de baixa tensão JB/T 7115-1993
Condições técnicas de compensação de potência reativa JB/T9663-1999 “Controlador de compensação automática de potência reativa de baixa tensão” do valor limite de corrente harmônica de alta ordem de energia de baixa tensão e equipamentos eletrônicos GB/T17625.7-1998
Termos eletrotécnicos Capacitores de potência GB/T 2900.16-1996
Capacitor shunt de baixa tensão GB/T 3983.1-1989
Reator GB10229-88
Reator IEC 289-88
Controlador de compensação de potência reativa de baixa tensão solicita condições técnicas DL/T597-1996
Grau de proteção de gabinete elétrico de baixa tensão GB5013.1-1997
Equipamento completo de manobra e controle de baixa tensão GB7251.1-1997
Ideias de design
De acordo com a situação específica da empresa, nossa empresa projetou um conjunto detalhado de motor DC e esquema de filtro de compensação de potência reativa do soft starter.Considere totalmente o fator de potência da carga e a supressão de harmônicos e instale filtros no lado da tensão inferior de 0,4KV do transformador da empresa para compensação de potência reativa de baixa tensão para suprimir harmônicos, compensar a potência reativa e melhorar o fator de potência.Durante a operação do motor DC e do inversor, o dispositivo retificador gera harmônicos 6K+1 superiores.Após a corrente ser decomposta e transformada pela série de Fourier, são gerados 5 tempos de 250HZ e 7 vezes de harmônicos superiores acima de 350HZ.Portanto, no projeto de compensação de potência reativa do filtro de forno elétrico de frequência intermediária, é necessário projetar frequências de 250 Hz, 350 Hz e superiores para garantir que o ramo de compensação do filtro possa efetivamente suprimir harmônicos enquanto compensa a potência reativa e melhora o fator de potência.
tarefa de projeto
A potência abrangente do motor DC e da linha de produção do conversor de frequência correspondente ao transformador de 400KVA é compensada de 0,7 a mais de 0,95.O compensador do filtro precisa ser ajustado para uma capacidade de 380kvar, que é dividida em 4 grupos de capacidade e cortada automaticamente para compensar a flexão do lado de baixa tensão do transformador, respectivamente.A capacidade de ajuste classificada é de 45kvar, que pode se adaptar aos diversos requisitos de energia da linha de produção, de modo que o design garante totalmente que a potência ajustada esteja acima de 0,9.
Análise de efeito após instalação de compensação de filtro
Em julho de 2010, foi instalado e colocado em operação o dispositivo de compensação de potência reativa do filtro para motores CC e conversores de frequência.O dispositivo rastreia automaticamente as alterações de carga de motores CC e conversores de frequência, suprime harmônicos de alta ordem em tempo real, compensa a potência reativa e melhora o fator de potência.detalhes como segue:
Depois que o dispositivo de compensação do filtro é colocado em uso, a curva de mudança do fator de potência após o dispositivo de compensação do filtro ser colocado em uso é de cerca de 0,99 (a parte elevada é de cerca de 0,7 quando o dispositivo de compensação do filtro é removido)
Operação de carga
A corrente utilizada pelo transformador de 400KVA é reduzida de 770A para 520A, uma queda de 33%.Após a compensação, o valor de redução da perda de potência é WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=5×{(0,7×400)400}2×0,4≈2,8( kw·h) Na fórmula, Pd é a perda de curto-circuito do transformador, que é de 5KW, e a economia anual de despesas com eletricidade é de 2,8*20*30*10*0,7=11.700 yuans (com base no trabalho de 20 horas por dia, 30 dias por mês, 10 meses por ano, por kwh de eletricidade 0,7 yuan).
situação do fator de potência
O fator geral de direitos da empresa aumentou de 0,7 para 0,95, o fator de direitos mensal permaneceu em 0,96-0,98 e a multa aumentou de 15.000 yuans por mês para 3.000-5.000 yuans por mês.
O motor BLDC e o filtro do soft starter
O dispositivo de compensação de potência reativa tem a capacidade de suprimir a corrente de pulso e compensar a carga de potência reativa, resolver o problema da penalidade de potência reativa, aumentar o volume de saída do transformador, reduzir o consumo de energia ativa e aumentar a saída, trazendo benefícios econômicos óbvios para a empresa e retorno do investimento no projeto do cliente há um ano.Portanto, a empresa está muito satisfeita com a compensação de potência reativa de motores DC sem escova e filtros inversores, e apresentará alguns clientes no futuro.
Horário da postagem: 14 de abril de 2023