Fall einer Kläranlage

Grundlegende Informationen der Benutzer
Die wichtigste häusliche Abwasseraufbereitung eines Abwasseraufbereitungsunternehmens, der Schaltstromversorgungsteil der Abwasseraufbereitungslinie, verwendet Gleichstrommotoren mit variabler Frequenz und Transformatoren mit 1000 kVA2 und 630 kVA.Das Diagramm des Stromversorgungssystems sieht wie folgt aus:

Tatsächliche Betriebsdaten
Die Ausgangsleistung des 1000-kVA-Transformator-Softstarters beträgt 860 kVA, der durchschnittliche Leistungsfaktor beträgt PF = 0,83, der Arbeitsstrom beträgt 1250 A, der Arbeitsstrom beträgt 630 kVA, der Leistungsfaktor beträgt PF = 0,87 und der Arbeitsstrom beträgt 770 A.Der Gesamtleistungsfaktor kann also nur 0,84 betragen.

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.Daher sollte ein Niederspannungs-Blindleistungskompensationsfilter mit Impulsstromunterdrückungsfunktion verwendet werden, um den Impulsstrom des Systems zu unterdrücken, die Blindlast zu kompensieren und den Leistungsfaktor zu verbessern.

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
Designideen
Entsprechend der spezifischen Situation des Unternehmens wird ein Satz Blindleistungskompensationspläne für den Wechselrichter-Leistungsfilter entwickelt, der den Lastleistungsfaktor und die Impulsstromunterdrückung vollständig berücksichtigt, und ein Satz Filter-Niederspannung wird auf der 0,4-kV-Unterspannung installiert Seite des Unternehmenstransformators Blindleistungskompensation zur Unterdrückung von Impulsströmen, zur Kompensation der Blindlast und zur Verbesserung des Leistungsfaktors.
Das Vorschaltgerät erzeugt während des Betriebs des Konverters einen Impulsstrom der Ordnung 6K-1 und verwendet die Blattcodesequenz um 5250 Hz und 7350 Hz, um die Auflösungsumwandlung durchzuführen.Daher sollte das Blindleistungskompensationsdesign des Zwischenfrequenz-Induktionsofenfilters 250 Hz, 350 Hz und das Frequenzdesign als Ziel haben, um sicherzustellen, dass der Kompensationszweig des Filters die Impulsstromkompensation wirksam unterdrücken kann, und gleichzeitig Zeit unterdrücken die Blindlast und verbessern den Leistungsfaktor.

Designauftrag
Der Gesamtleistungsfaktor der 1000-kVA-Transformator-Produktionslinie wird von 0,8 auf etwa 0,95 kompensiert.Die Filterkompensationsausrüstung muss mit einem Volumen von 380 kVar installiert werden, das in vier Gruppen unterteilt ist, von denen jede automatisch geschlossen und getrennt wird, den Wicklungswiderstand der unteren Spannungsseite des Transformators ausgleicht und über ein Stufenanpassungsvolumen verfügt von 45KVAR, die in den Ausgangsleistungsbedarf der Produktionslinie integriert werden kann.Der Gesamtleistungsfaktor wird von 0,8 bis 0,95 kompensiert.Die Filterkompensationsausrüstung muss mit einem Volumen von 310 KVar installiert werden, und vier Gruppen werden automatisch getrennt, um die Low-Side-Wicklung des Transformators zu kompensieren, und das Volumen wird auf 26 KVAR angepasst, um die Arbeitsspannungsanforderungen der Produktionslinie zu erfüllen.

Wirkungsanalyse nach Einbau der Filterkompensation
Im August 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 vom 1000-kVA-Transformator verbrauchte Strom wird von 1250 A auf 1060 A reduziert, was einem Rückgang von 15 % entspricht;Der von einem 630-KVA-Transformator 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]=24×{(0,85×2000)/2000}2×0,4≈16 (kWh) In der Formel ist Pd der Kurzschlussverlust des Transformators, der 24 kW beträgt, und die jährliche Einsparung an Stromkosten beträgt 16*20*30*10*0,7=67.000 Yuan (basierend auf einer Arbeitszeit von 20 Stunden pro Jahr). Tag, 30 Tage im Monat, 10 Monate im Jahr, 0,7 Yuan pro kWh).

Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. April 2023