Mit der rasanten Entwicklung der Wirtschaft unseres Landes, insbesondere dem rasanten Wachstum der Bergbau-, Hütten- und Gießereiindustrie in den letzten Jahren, steigt der Strombedarf.Unter ihnen ist die Gleichrichtungsausrüstung für Zwischenfrequenz-Schmelzöfen eine der größten Anlagen zur Erzeugung von Oberschwingungen. Da die meisten Hersteller jedoch die Produktkosten senken und keine Einrichtungen zur Unterdrückung von Oberschwingungen installieren, ist das derzeitige öffentliche Stromnetz stark durch Oberschwingungen wie Dunstwetter belastet.Impulsströme verringern die Verarbeitung, Übertragung und Nutzung elektromagnetischer Energie, überhitzen elektrische Geräte, verursachen Vibrationen und Lärm, altern die Isolierung, verkürzen die Lebensdauer und verursachen sogar Ausfälle oder Verbrennungen.Oberwellen können lokale Parallelresonanzen oder Reihenresonanzen des Stromnetzes verursachen, wodurch der Oberwellengehalt vergrößert wird und Kondensatoren und andere Geräte durchbrennen.Oberwellen können auch zu Fehlfunktionen von Schutzrelais und automatischen Geräten führen und Energiemessungen verfälschen.Oberwellen außerhalb des Stromnetzes können Kommunikationsgeräte und elektronische Geräte ernsthaft beeinträchtigen.
Der Zwischenfrequenz-Elektroofen ist eine der größten Oberschwingungsquellen im Netz, da er nach der Gleichrichtung in Zwischenfrequenz umgewandelt wird.Oberschwingungen gefährden den sicheren Betrieb des Stromnetzes erheblich.Beispielsweise führt der Oberschwingungsstrom zu zusätzlichen Hochfrequenz-Wirbel-Eisenverlusten im Transformator, was zu einer Überhitzung des Transformators führt, die Ausgangslautstärke des Transformators verringert, die Geräuschentwicklung des Transformators erhöht und die Lebensdauer des Transformators ernsthaft gefährdet .Der Hafteffekt harmonischer Ströme verringert den konstanten Leiterquerschnitt und erhöht die Verluste der Leitung.Oberschwingungsspannung beeinträchtigt den normalen Betrieb anderer elektrischer Geräte im Netz und führt zu Betriebsfehlern in automatischen Steuerungsgeräten und einer ungenauen Messüberprüfung.Harmonische Spannung und Strom beeinflussen den normalen Betrieb von peripheren Kommunikationsgeräten;Transiente Überspannungen und transiente Überspannungen, die durch Oberschwingungen verursacht werden, schädigen die Isolationsschicht von Maschinen und Geräten und führen zu dreiphasigen Kurzschlüssen und Schäden an Transformatoren.Die harmonische Spannung und die Strommenge führen zu teilweiser Serienresonanz und Parallelresonanz im öffentlichen Stromnetz, was zu schweren Unfällen führen kann.Bei der Einhaltung ständiger Veränderungen erhält man aus dem Gleichstrom zunächst eine Rechteckwellen-Stromversorgung, die der Überlagerung von Oberwellen höherer Ordnung entspricht.Obwohl die spätere Schaltung gefiltert werden muss, können die Oberwellen höherer Ordnung nicht vollständig gefiltert werden, was den Grund für die Erzeugung von Oberwellen darstellt.
Wir haben einfach abgestimmte Filter mit 5, 7, 11 und 13 Zeiten entwickelt.Vor der Filterkompensation beträgt der Leistungsfaktor der Schmelzstufe des Zwischenfrequenz-Elektroofens des Benutzers 0,91.Nach Inbetriebnahme des Filterkompensationsgeräts beträgt die maximale Kompensation 0,98 kapazitiv.Nach dem Betrieb des Filterkompensationsgeräts beträgt die Gesamtspannungsverzerrungsrate (THD-Wert) 2,02 %.Gemäß der Stromqualitätsnorm GB/GB/T 14549-1993 beträgt der Wert der Spannungsharmonischen (10 kV) weniger als 4,0 %.Nach der Filterung des 5., 7., 11. und 13. Oberschwingungsstroms beträgt die Filterrate etwa 82∽84 % und erreicht damit den zulässigen Wert unseres Unternehmensstandards.Gute Kompensationsfilterwirkung.
Daher sollten wir die Ursachen von Oberschwingungen analysieren und Maßnahmen zur Unterdrückung von Oberschwingungen höherer Ordnung ergreifen, was für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb von Energiesystemen von entscheidender Bedeutung ist.
Erstens die Ursache der Oberwellen des Zwischenfrequenzofens
1. Oberschwingungen werden durch nichtlineare Lasten erzeugt, wie z. B. siliziumgesteuerte Gleichrichter, Schaltnetzteile usw. Die von dieser Last erzeugte Oberschwingungsfrequenz ist ein ganzzahliges Vielfaches der Betriebsfrequenz.Beispielsweise erzeugt ein dreiphasiger Sechspuls-Gleichrichter hauptsächlich die 5. und 7. Harmonische, während ein dreiphasiger 12-Puls-Gleichrichter hauptsächlich die 11. und 13. Harmonische erzeugt.
2. Aufgrund der von Wechselrichterlasten wie Zwischenfrequenzöfen und Wechselrichtern erzeugten Oberschwingungen entstehen nicht nur ganzzahlige Oberschwingungen, sondern auch gebrochene Oberschwingungen, deren Frequenz doppelt so hoch ist wie die Frequenz des Wechselrichters.Beispielsweise erzeugt ein Zwischenfrequenzofen, der mit 820 Hz betrieben wird und einen dreiphasigen Sechspulsgleichrichter verwendet, nicht nur die 5. und 7. Harmonische, sondern auch gebrochene Harmonische bei 1640 Hz.
Oberwellen existieren neben dem Netz, da Generatoren und Transformatoren geringe Mengen an Oberwellen erzeugen.
2. Schäden durch Oberschwingungen im Zwischenfrequenzofen
Beim Einsatz von Zwischenfrequenzöfen entstehen zahlreiche Oberschwingungen, die zu einer gravierenden Oberschwingungsbelastung des Stromnetzes führen.
1. Höhere Harmonische erzeugen Stoßspannungen oder -ströme.Unter Stoßeinwirkung versteht man die kurzzeitige Überspannung (Unterspannung) des Systems, also den momentanen Spannungsimpuls, der 1 Millisekunde nicht überschreitet.Dieser Impuls kann positiv oder negativ sein, in Reihe geschaltet oder oszillierend sein und zum Durchbrennen des Geräts führen.
2. Oberwellen verringern die Übertragung und Nutzung elektrischer Energie und thermoelektrischer Geräte, erzeugen Vibrationen und Lärm, lassen die Kanten altern, verkürzen die Lebensdauer und führen sogar zu Fehlfunktionen oder Bränden.
3. Es wirkt sich auf die Blindleistungskompensationsausrüstung des Stromversorgungssystems aus;Wenn im Stromnetz Oberschwingungen auftreten, steigt die Spannung des Kondensators nach dem Einsetzen des Kondensators an und der Strom durch den Kondensator steigt noch weiter an, was die Verlustleistung des Kondensators erhöht.Wenn der Impulsstromgehalt hoch ist, wird der Kondensator überlastet, was zu einer Überhitzung des Kondensators und einer beschleunigten Versprödung des Kantenmaterials führt.
4. Dies verringert die Geschwindigkeit und Lebensdauer elektrischer Geräte und erhöht die Verluste.Dies wirkt sich direkt auf die Nutzungskapazität und den Auslastungsgrad des Transformators aus.Gleichzeitig wird dadurch auch die Geräuschentwicklung des Transformators erhöht und die Lebensdauer des Transformators erheblich verkürzt.
5. In Gebieten mit vielen Oberwellenquellen im Stromnetz kam es sogar zu einer großen Anzahl von Ausfällen interner und externer elektronischer Kondensatoren, und die Kondensatoren im Umspannwerk brannten oder lösten aus.
6. Oberschwingungen können auch zu Relaisschutz und automatischem Geräteausfall führen, was zu Verwirrung bei der Energiemessung führt.Dies ist die Außenseite des Energiesystems.Oberwellen verursachen schwerwiegende Störungen bei Kommunikationsgeräten und elektronischen Geräten.Daher ist die Verbesserung der Stromqualität des Zwischenfrequenzofens zum Hauptschwerpunkt der Reaktion geworden.
Drei Verfahren zur harmonischen Steuerung von Zwischenfrequenzöfen.
1. Verbessern Sie die Kurzschlusskapazität des öffentlichen Anschlusspunkts des Stromnetzes und reduzieren Sie die harmonische Impedanz des Systems.
2. Die harmonische Stromkompensation verwendet einen Wechselstromfilter und einen aktiven Filter.
3. Erhöhen Sie die Impulszahl der Umrichterausrüstung, um den Oberschwingungsstrom zu reduzieren.
4. Vermeiden Sie die Resonanz paralleler Kondensatoren und die Auslegung der Systeminduktivität.
5. Das Hochfrequenz-Sperrgerät ist in Reihe an die Hochspannungs-Gleichstromübertragungsleitung angeschlossen, um die Ausbreitung von Oberwellen höherer Ordnung zu blockieren.
7. Wählen Sie den günstigsten Transformator-Verkabelungsmodus.
8. Die Geräte werden für die Stromversorgung gruppiert und eine Filtervorrichtung installiert.
Vier Geräte zur harmonischen Steuerung von Zwischenfrequenzöfen
1. Passives Filtergerät von Hongyan.
Passives Filtergerät von Hongyan.Der Schutz ist ein Kondensator-Reihenwiderstand, und der passive Filter besteht aus einem Kondensator und einem Widerstand in Reihe und ist bis zu einem gewissen Grad mit der Anpassung verbunden.Bei einer speziellen Frequenz wird eine Schleife mit niedriger Impedanz erzeugt, beispielsweise 250 Hz.Dies ist ein Filter der fünften Harmonischen.Das Verfahren kann sowohl Oberschwingungen als auch Blindleistung kompensieren und ist einfach aufgebaut.Der Hauptnachteil dieser Methode besteht jedoch darin, dass ihre Kompensation von der Impedanz des Gitters und dem Betriebszustand beeinflusst wird und es leicht zu Resonanzen parallel zum System kommt, was zu harmonischer Verstärkung, Überlastung und sogar Beschädigung des Flüssigkristalls führt Filter.Bei stark variierenden Lasten kann es leicht zu einer Unter- oder Überkompensation kommen.Darüber hinaus können nur Oberwellen mit fester Frequenz kompensiert werden, und der Kompensationseffekt ist nicht ideal.
2. Aktive Filterausrüstung von Hongyan
Aktive Filter verursachen gleich große und gegenphasige Oberschwingungsströme.Stellen Sie sicher, dass der Strom auf der Stromversorgungsseite eine Sinuswelle ist.Das Grundkonzept besteht darin, einen Kompensationsstrom mit der gleichen Stärke wie der Oberschwingungsstrom der Last zu erzeugen, die Position umzukehren und den Kompensationsstrom mit dem Oberschwingungsstrom der Last zu versetzen, um den Impulsstrom zu löschen.Dies ist eine Methode zur Eliminierung von Produktharmonischen und die Filterwirkung ist besser als bei passiven Filtern.
3. Hongyan Harmonic Protector
Der Oberschwingungsschutz entspricht der Serienreaktanz des Kondensators.Da die Impedanz sehr niedrig ist, fließt hier der Strom.Dabei handelt es sich tatsächlich um eine Impedanztrennung, sodass der in das System eingespeiste Oberschwingungsstrom grundsätzlich aufgelöst wird.
Oberschwingungsschutzgeräte werden üblicherweise vor empfindlichen Geräten installiert.Dabei handelt es sich um hochwertige Produkte zur Oberschwingungskontrolle, die Überspannungen standhalten, 2–65-mal höhere Oberschwingungen absorbieren und Geräte schützen können.Harmonische Steuerung von Lichtsteuersystemen, Computern, Fernsehgeräten, Geräten zur Motorgeschwindigkeitssteuerung, unterbrechungsfreien Stromversorgungen, CNC-Werkzeugmaschinen, Gleichrichtern, Präzisionsinstrumenten und elektronischen Steuermechanismen.Alle diese von nichtlinearen elektrischen Geräten erzeugten Oberschwingungen können zu Störungen im Verteilungssystem selbst oder in an das System angeschlossenen Geräten führen.Der Oberschwingungsschutz kann Oberschwingungen an der Stromerzeugungsquelle beseitigen und automatisch Oberschwingungen höherer Ordnung, hochfrequentes Rauschen, Impulsspitzen, Überspannungen und andere Störungen an elektrischen Geräten beseitigen.Der Oberschwingungsschutz kann die Stromversorgung reinigen, elektrische Geräte und Leistungsfaktorkompensationsgeräte schützen, ein versehentliches Auslösen des Schutzes verhindern und dann den sicheren Betrieb elektrischer Geräte in Höhenlagen aufrechterhalten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. April 2023