Zementwerksgehäuse

Grundlegende Informationen der Benutzer
Eine Zementfabrik produziert verschiedene Baubetone.Das Unternehmen verfügt über 3 Produktionslinien.Das Schaltnetzteil verwendet Wechselrichter-Antriebsmotoren, 2000-kVA2- und 630-kVA-Transformatoren, und jeder Transformator ist auf der unteren Druckseite mit einem Kondensatorkompensationsschrank ausgestattet.Das Diagramm des Stromversorgungssystems sieht wie folgt aus:

Tatsächliche Betriebsdaten
Die Ausgangsleistung des Softstarters für den 2000-kVA-Transformator beträgt 1720 kVA, der durchschnittliche Leistungsfaktor beträgt PF=0,83, der Arbeitsstrom beträgt 2500 A, die Leistung beträgt 530 kVA. Der 630-kVA-Transformator, der durchschnittliche Leistungsfaktor beträgt PF=0,87 und der Arbeitsstrom beträgt 770 A.Der Blindleistungskompensationsschrank unter jedem Transformator verfügt häufig über Stromausfälle, Kondensatoröllecks und Bedienfeldanzeigeinformationen, die einen abnormalen Betrieb nicht zulassen.Daher beträgt der Gesamtleistungsfaktor nur 0,84 und die Blindleistungsstrafe beträgt im Januar etwa 20.000.Und Produktionslinienmotoren und Softstarter können manchmal die Produktion stören.

Analyse der Situation des Energiesystems
Die Hauptlast des Konverter-Vorschaltgeräts sind 6 Einzelpuls-Vorschaltgeräte.Das Vorschaltgerät erzeugt bei der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom eine große Menge Impulsstrom.Es handelt sich um eine typische Impulsstromquelle, die in das Stromnetz eingespeist wird.Harmonische Ströme führen zu einem pulsierenden Strom der Arbeitsspannung an der charakteristischen Impedanz des Stromnetzes, was zu einem Verlust der Arbeitsspannung und des Arbeitsstroms führt, die Qualität und Betriebssicherheit von Schaltnetzteilen gefährdet, Leitungsverluste und Abweichungen der Arbeitsspannung erhöht und negative Auswirkungen auf die Arbeitsspannung hat das Stromnetz und die Kraftwerke selbst Einfluss.
Die Programmsteuerungs-Computerschnittstelle (SPS) reagiert empfindlich auf die harmonische Verzerrung der Arbeitsspannung des Schaltnetzteils.Im Allgemeinen wird festgelegt, dass der Gesamtverlust der Arbeitsspannung des Impulsstroms (THD) weniger als 5 % beträgt und die Arbeitsspannung des einzelnen Impulsstroms zu hoch ist. Wenn die Bildrate zu hoch ist, kann ein Betriebsfehler des Steuerungssystems zu einer Unterbrechung führen Produktion oder Betrieb, was zu einem großen Produktionshaftpflichtunfall führte.
Wenn die Blindleistungskompensations-Kondensatorbank in Betrieb genommen wird, wird aufgrund der geringen Impulsstrom-Impedanz der Kondensatorbank eine große Menge Impulsstrom in die Kondensatorzusammensetzung eingeleitet, und die Strommenge dehnt sich schnell aus, was ihre Lebensdauer ernsthaft beeinträchtigt .Wenn andererseits der Impulsstromkondensator der Kondensatorbank dem äquivalenten Impulsstrominduktor der Systemsoftware entspricht, führt der Anstieg des Oberschwingungsstroms (2- bis 10-fach) dazu, dass der Kondensator überhitzt und zerstört wird Der Impulsstrom führt dazu, dass sich die Frequenz der Ausgangsleistung ändert.Die Sinuswellenform liegt außerhalb des Rahmens, was zu einer sägezahnförmigen scharfen Welle führt und eine Teilentladung des Isolierschichtmaterials verursacht, wodurch die Versprödung des Isolierschichtmaterials beschleunigt wird und Schäden am Kondensator verursacht werden.Daher kann der Blindleistungskompensationsschrank des Kondensators nicht für die Leistungskompensation des Wechselrichters verwendet werden, und für die Blindleistungskompensation bei niedriger Spannung sollte ein Filter mit Impulsstromunterdrückungsfunktion ausgewählt werden.

Behandlungsplan zur Filterung der Blindleistungskompensation
Governance-Ziele
Das Design der Filterkompensationsausrüstung erfüllt die Anforderungen der Oberwellenunterdrückung und des Blindleistungsunterdrückungsmanagements.
Im 0,4-KV-Systembetriebsmodus wird nach Inbetriebnahme der Filterkompensationsausrüstung der Impulsstrom unterdrückt und der monatliche durchschnittliche Leistungsfaktor beträgt etwa 0,92.
Harmonische Resonanz höherer Ordnung, Resonanzüberspannung und Überstrom, die durch den Anschluss an den Filterkompensationszweigkreis verursacht werden, treten nicht auf.
Design folgt Standards
Stromqualität Oberschwingungen im öffentlichen Netz GB/T14519-1993
Stromqualität Spannungsschwankungen und Flicker GB12326-2000
Allgemeine technische Bedingungen für Niederspannungs-Blindleistungskompensationsgeräte GB/T 15576-1995
Niederspannungs-Blindleistungskompensationsgerät JB/T 7115-1993
Technische Bedingungen für die Blindleistungskompensation JB/T9663-1999 „Automatischer Kompensationsregler für Blindleistung bei Niederspannung“ aus dem Oberschwingungsstromgrenzwert höherer Ordnung für Niederspannungsstrom und elektronische Geräte GB/T17625.7-1998
Elektrotechnische Begriffe Leistungskondensatoren GB/T 2900.16-1996
Niederspannungs-Shunt-Kondensator GB/T 3983.1-1989
Reaktor GB10229-88
Reaktor IEC 289-88
Technische Bedingungen für Niederspannungs-Blindleistungskompensationsregler DL/T597-1996
Schutzklasse für Niederspannungs-Elektrogehäuse GB5013.1-1997
Komplette Niederspannungs-Schalt- und Steuergeräte GB7251.1-1997

Konzept des Designs
Entsprechend der spezifischen Situation des Unternehmens werden der Leistungsfaktor und die Impulsstromunterdrückung bei der Filterkompensation der Wechselrichterstromversorgung berücksichtigt, und die Filterausfallkompensationsausrüstung wird auf der 0,4-kV-Unterspannungsseite des Transformators eingestellt, die unterdrücken kann den Impulsstrom und kompensieren die Verbesserung des Leistungsfaktors.
Im Konverter erzeugt das Vorschaltgerät 6K-1 Vorschubströme entsprechend dem Stromfluss der Fourier-Reihe und dann 5 Vorschubströme mit jeweils etwa 250 Hz und 7350 Hz.Daher ist es beim Entwurf der Blindleistungskompensation für Zwischenfrequenz-Induktionsöfen erforderlich, Frequenzen um 250 Hz und 350 Hz zu entwerfen, um sicherzustellen, dass der Filterkompensationszweig Impulsströme effektiv unterdrücken, gleichzeitig Blindlasten kompensieren und den Leistungsfaktor verbessern kann.

Designauftrag
Der Gesamtleistungsfaktor der gepaarten Wechselrichterstromleitung des 2000-kV-Wechselstromtransformators wird von 0,8 auf 0,95 kompensiert.Die Filterkompensationsausrüstung muss mit einem Volumen von 760 kV ausgestattet sein und automatisch in 8 Volumensätze umgewandelt werden, und ein Satz arbeitet mit der Wicklungskompensation auf der unteren Spannungsseite des Transformators zusammen.Die Arbeitslast der Klassenanpassung beträgt 45 kVar, wodurch verschiedene Leistungsanforderungen der Produktionslinie erfüllt werden können.Der umfassende Leistungsfaktor der gepaarten 630-kV-Transformator-Wandlerleitung wurde kompensiert, und der Kompensationsbereich liegt zwischen 0,8 und 0,95.Die Filterkompensationsausrüstung muss mit einem 310-kV-Volumen ausgestattet sein, das automatisch in vier Volumensätze umgewandelt wird, und ein Satz arbeitet zur Kompensation mit dem Wicklungswiderstand auf der unteren Spannungsseite des Transformators zusammen.Die Arbeitslast der Klassenanpassung beträgt 26 kVar, wodurch verschiedene Leistungsanforderungen der Produktionslinie erfüllt werden können.Das Systemdesign garantiert vollständig, dass der Leistungsfaktor 0,95 übersteigt.

Wirkungsanalyse nach Einbau der Filterkompensation
Im Juli 2010 wurde die Wechselrichterfilterung zur Blindleistungskompensation installiert und in Betrieb genommen.Das Gerät verfolgt automatisch den Lastwechsel des Wechselrichters, unterdrückt Oberschwingungen höherer Ordnung in Echtzeit, kompensiert Blindleistung und verbessert den Leistungsfaktor.Einzelheiten wie folgt:

Nach Inbetriebnahme des Filterkompensationsgeräts beträgt die Leistungsfaktoränderungskurve nach Inbetriebnahme des Filterkompensationsgeräts etwa 0,97 (der erhöhte Teil beträgt etwa 0,8, wenn das Filterkompensationsgerät entfernt wird).

Ladevorgang
Der von 2000-kVA-Transformatoren verbrauchte Strom wird von 2500 A auf 2120 A reduziert, was einem Rückgang von 15 % entspricht.Der von 630-KVA-Transformatoren verbrauchte Strom wird von 770 A auf 620 A reduziert, was einem Rückgang von 19 % entspricht.Nach der Kompensation beträgt der Leistungsverlustreduzierungswert WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=50×{(0,85×4500)/4500}2×0,4≈34(kw·h). In der Formel ist Pd der Kurzschlussverlust des Transformators, der 50 kW beträgt, und die jährliche Einsparung an Stromkosten beträgt 34*20*30*10*0,7=142.800 Yuan (basierend auf einer Arbeitszeit von 20 Stunden am Tag, 30 Tage im Monat). , 10 Monate im Jahr, 0,7 Yuan pro kWh).

Leistungsfaktorsituation
Der Gesamtindex für Energietechnik des Unternehmens ist von 0,8 auf 0,95 gestiegen, und der monatliche Index für Energietechnik blieb bei 0,96 bis 0,98 und stieg von mehr als 20.000 Yuan pro Monat auf mehr als 6.000 bis 10.000 Yuan pro Monat.
Die Niederspannungs-Blindleistungskompensation des Frequenzumwandlungsfilters hat die Fähigkeit, den Impulsstrom zu unterdrücken und die Blindlast zu kompensieren, das Problem der Blindleistungsstrafe zu lösen, die Ausgangskapazität des Transformators zu erhöhen und den Verlust der Wirkleistungskompensation zu reduzieren. Erhöhen Sie die Leistung und bringen Sie Vorteile für das Unternehmen. Es wurden offensichtliche wirtschaftliche Vorteile erzielt, und die Projektinvestition des Kunden beträgt weniger als die Projektinvestition für ein Jahr.Daher ist das Unternehmen mit der Blindleistungskompensation des Wechselrichterfilters sehr zufrieden und wird in Zukunft einige Kunden vorstellen.