Cas d’une cimenterie

Informations de base des utilisateurs
Une cimenterie produit divers bétons de construction.L'entreprise dispose de 3 lignes de production.L'alimentation à découpage utilise des moteurs d'entraînement inverseurs, des transformateurs 2000KVA2, 630KVA, et chaque transformateur est équipé d'une armoire de compensation de condensateur du côté pression inférieure.Le schéma du système d'alimentation est le suivant :

Données d'exploitation réelles
La puissance de sortie du démarreur progressif pour transformateur 2000KVA est de 1720KVA, le facteur de puissance moyen est PF=0,83, le courant de fonctionnement est de 2500A, la puissance est de 530KVA630KVA, le facteur de puissance moyen est PF=0,87 et le courant de fonctionnement est de 770A.L'armoire de compensation de puissance réactive située sous chaque transformateur présente souvent des coupures de courant, des fuites d'huile de condensateur et des informations affichées sur le panneau de commande qui ne permettent pas de fonctionnement anormal.Par conséquent, le facteur de puissance global n’est que de 0,84 et la pénalité de puissance réactive est d’environ 20 000 en janvier.Et les moteurs et démarreurs progressifs des chaînes de production peuvent parfois perturber la fabrication.

Analyse de la situation du système électrique
La charge principale du ballast du convertisseur est constituée de 6 ballasts à impulsion unique.L'équipement de ballast produit une grande quantité de courant pulsé lors du travail de conversion du courant alternatif en courant continu.Il s'agit d'une source de courant pulsé typique et elle est introduite dans le réseau électrique.Les courants harmoniques provoquent une tension de fonctionnement pulsée sur l'impédance caractéristique du réseau électrique, ce qui entraîne une perte de tension et de courant de fonctionnement, mettant en danger la qualité et la sécurité de fonctionnement des alimentations à découpage, augmentant la perte de ligne et l'écart de tension de fonctionnement et provoquant des effets négatifs sur le réseau électrique et les centrales électriques elles-mêmes Influence.
L'interface ordinateur du contrôleur de programme (PLC) est sensible à la distorsion harmonique de la tension de fonctionnement de l'alimentation à découpage.Il est généralement stipulé que la perte totale de trame de tension de fonctionnement du courant d'impulsion (THD) est inférieure à 5 %, et la tension de fonctionnement du courant d'impulsion individuel. Si la fréquence d'images est trop élevée, l'erreur de fonctionnement du système de contrôle peut entraîner l'interruption de production ou exploitation, entraînant un grave accident de responsabilité en matière de production.
Lorsque la batterie de condensateurs de compensation de puissance réactive est mise en service, étant donné que l'impédance caractéristique du courant d'impulsion de la batterie de condensateurs est faible, une grande quantité de courant d'impulsion est introduite dans la composition du condensateur et la quantité de courant augmente rapidement, affectant sérieusement sa durée de vie. .D'autre part, lorsque le condensateur de courant d'impulsion de la batterie de condensateurs est équivalent à l'inductance de courant d'impulsion équivalente du logiciel système, l'augmentation du courant harmonique (2 à 10 fois) entraînera une surchauffe du condensateur et le détruira, et le Le courant d'impulsion entraînera une modification de la fréquence de la puissance de sortie.La forme d'onde sinusoïdale est hors cadre, ce qui entraîne une onde aiguë en forme de dents de scie et provoquera une décharge partielle du matériau de la couche isolante, accélérant ainsi la fragilisation du matériau de la couche isolante et endommageant le condensateur.Par conséquent, l'armoire de compensation de puissance réactive du condensateur ne peut pas être utilisée pour la compensation de puissance de l'onduleur, et un filtre avec fonction de suppression de courant d'impulsion doit être sélectionné pour la compensation de puissance réactive basse tension.

Plan de traitement de compensation de puissance réactive du filtre
Objectifs de gouvernance
La conception des équipements de compensation de filtre répond aux exigences de suppression des harmoniques et de gestion de la suppression de la puissance réactive.
Dans le mode de fonctionnement du système 0,4KV, une fois l'équipement de compensation du filtre mis en service, le courant d'impulsion est supprimé et le facteur de puissance moyen mensuel est d'environ 0,92.
La résonance harmonique d'ordre élevé, la surtension de résonance et la surintensité causées par la connexion au circuit de dérivation de compensation du filtre ne se produiront pas.
La conception suit les normes
Qualité de l'énergie Harmoniques du réseau public GB/T14519-1993
Qualité de l'énergie Fluctuation de tension et scintillement GB12326-2000
Conditions techniques générales du dispositif de compensation de puissance réactive basse tension GB/T 15576-1995
Dispositif de compensation de puissance réactive basse tension JB/T 7115-1993
Conditions techniques de compensation de puissance réactive JB/T9663-1999 « Contrôleur de compensation automatique de puissance réactive basse tension » à partir de la valeur limite de courant harmonique d'ordre élevé de l'équipement électrique et électronique basse tension GB/T17625.7-1998
Termes électrotechniques Condensateurs de puissance GB/T 2900.16-1996
Condensateur shunt basse tension GB/T 3983.1-1989
Réacteur GB10229-88
Réacteur CEI 289-88
Conditions techniques de commande du contrôleur de compensation de puissance réactive basse tension DL/T597-1996
Classe de protection du boîtier électrique basse tension GB5013.1-1997
Appareillage complet de commutation et de contrôle basse tension GB7251.1-1997

notion de conception
Selon la situation spécifique de l'entreprise, le facteur de puissance et la suppression du courant d'impulsion sont pris en compte dans la compensation du filtre de l'alimentation de l'onduleur, et l'équipement de compensation de défaillance du filtre est réglé du côté tension inférieure de 0,4 kV du transformateur, ce qui peut supprimer le courant d'impulsion et compenser l'amélioration du facteur de puissance.
Dans le convertisseur, le ballast génère des courants d'impulsion avancés 6K-1 selon le flux de courant de la série de Fourier, puis génère 5 courants d'impulsion avancés, chacun à environ 250 Hz et 7 350 Hz.Par conséquent, lors de la conception d'une compensation de puissance réactive pour les fours à induction à fréquence intermédiaire, il est nécessaire de concevoir des fréquences autour de 250 Hz et 350 Hz pour garantir que la branche de compensation du filtre peut supprimer efficacement les courants d'impulsion, compenser les charges réactives en même temps et améliorer le facteur de puissance.

mission de conception
Le facteur de puissance global de la ligne électrique de l'onduleur couplé du transformateur CA de 2 000 kV est compensé de 0,8 à 0,95.L'équipement de compensation de filtre doit être équipé d'un volume de 760 kV et automatiquement converti en 8 ensembles de volumes, et un ensemble coopère avec la compensation d'enroulement du côté tension inférieure du transformateur.La charge de travail d'ajustement de classe est de 45KVAR, ce qui peut répondre à diverses exigences de puissance de la ligne de production.Le facteur de puissance global de la ligne de convertisseurs à paire de transformateurs de 630 kV a été compensé et la plage de compensation est comprise entre 0,8 et 0,95.L'équipement de compensation de filtre doit être équipé d'un volume de 310 kV, qui est automatiquement converti en quatre ensembles de volumes, et un ensemble coopère avec la résistance d'enroulement du côté tension inférieure du transformateur pour la compensation.La charge de travail d'ajustement de classe est de 26KVAR, ce qui peut répondre à diverses exigences de puissance de la ligne de production.La conception du système garantit pleinement que le facteur de puissance dépasse 0,95.

Analyse des effets après l'installation de la compensation du filtre
En juillet 2010, le dispositif de compensation de puissance réactive du filtrage de l'onduleur a été installé et mis en service.L'appareil suit automatiquement le changement de charge de l'onduleur, supprime les harmoniques de rang élevé en temps réel, compense la puissance réactive et améliore le facteur de puissance.détails comme suit :

Une fois le dispositif de compensation de filtre mis en service, la courbe de changement du facteur de puissance après la mise en service du dispositif de compensation de filtre est d'environ 0,97 (la partie surélevée est d'environ 0,8 lorsque le dispositif de compensation de filtre est retiré)

Opération de chargement
Le courant utilisé par les transformateurs 2000KVA est réduit de 2500A à 2120A, soit une baisse de 15% ;le courant utilisé par les transformateurs 630KVA est réduit de 770A à 620A, soit une baisse de 19%.Après compensation, la valeur de réduction de perte de puissance est WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=50×{(0,85×4500)/4500}2×0,4≈34(kw h) Dans le formule, Pd est la perte de court-circuit du transformateur, qui est de 50 kW, et l'économie annuelle des dépenses d'électricité est de 34*20*30*10*0,7=142 800 yuans (sur la base d'un travail de 20 heures par jour, 30 jours par mois , 10 mois par an, 0,7 yuan par kWh).

situation du facteur de puissance
L'indice global d'ingénierie énergétique de l'entreprise est passé de 0,8 à 0,95, et l'indice mensuel d'ingénierie énergétique est resté entre 0,96 et 0,98, passant de plus de 20 000 yuans par mois à plus de 6 000 à 10 000 yuans par mois.
La compensation de puissance réactive basse tension du filtre de conversion de fréquence a la capacité de supprimer le courant d'impulsion et de compenser la charge réactive, de résoudre le problème de la pénalité de puissance réactive, d'augmenter la capacité de sortie du transformateur, de réduire la perte de compensation de puissance active, augmenter la production et apporter des avantages à l'entreprise Des avantages économiques évidents ont été produits et l'investissement dans le projet du client représente moins d'un an d'acquisition d'investissement dans le projet.Par conséquent, l'entreprise est très satisfaite de la compensation de puissance réactive du filtre inverseur et présentera certains clients à l'avenir.