Informations de base des utilisateurs
L'entreprise de produits en plastique produit principalement des tuyaux d'alimentation en eau en PE, des tuyaux de drainage à soufflet métallique, etc. L'entreprise dispose de 4 lignes de production, une partie de la force motrice utilise des moteurs CC sans balais et des moteurs d'entraînement à fréquence variable CC, il existe quatre ensembles de 400 KVA, chaque transformateur côté pression inférieur Equipé d'un boîtier de compensation de capacité.Le schéma du système d'alimentation est le suivant :
Données d'exploitation réelles
Le moteur à courant continu du transformateur 400KVA, la puissance élevée de l'onduleur est de 360KW, le facteur de puissance moyen est PF=0,7, le courant de fonctionnement est de 780A, le boîtier de compensation invalide sous chaque transformateur se déclenche souvent, le condensateur se dilate et fuit, et le le contrôleur ne peut pas contrôler l'anomalie, etc. Phénomènes, le taux global n'est que de 0,8 et l'amende invalide est d'environ 15 000 par mois.De plus, les moteurs et démarreurs progressifs de la chaîne de production sont parfois endommagés, ce qui affecte la production.
Analyse de la situation du système électrique
La charge principale du moteur sans balais à courant continu et de l'alimentation du redresseur inverseur est constituée de 6 alimentations du redresseur à impulsion unique.Pendant le fonctionnement de l'équipement redresseur, le courant alternatif peut être converti en courant continu, formant un grand nombre de sources de courant pulsé, introduisant des courants harmoniques dans le réseau électrique et affectant le réseau électrique.L'impédance caractéristique provoque la tension de fonctionnement du courant d'impulsion, ce qui entraîne un hors-cadre de la tension et du courant de fonctionnement, mettant en danger la qualité et la sécurité de fonctionnement de l'alimentation à découpage, augmentant la perte de ligne et l'écart de tension de fonctionnement, et ayant un impact négatif sur le réseau électrique et l'équipement électrique de la centrale elle-même.
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 moteur sans balais à courant continu et d'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
Idées de conception
En fonction de la situation spécifique de l'entreprise, notre société a conçu un ensemble détaillé de filtres de compensation de puissance réactive pour moteur à courant continu et démarreur progressif.Tenez pleinement compte du facteur de puissance de charge et de la suppression des harmoniques, et installez des filtres du côté tension inférieure de 0,4 KV du transformateur de l'entreprise pour une compensation de puissance réactive basse tension afin de supprimer les harmoniques, de compenser la puissance réactive et d'améliorer le facteur de puissance.Pendant le fonctionnement du moteur à courant continu et de l'onduleur, le dispositif redresseur génère 6K+1 harmoniques supérieures.Une fois le courant décomposé et transformé par la série de Fourier, 5 fois 250 Hz et 7 fois des harmoniques supérieures au-dessus de 350 Hz sont générées.Par conséquent, dans la conception de la compensation de puissance réactive du filtre de four électrique à fréquence intermédiaire, il est nécessaire de concevoir des fréquences de 250 Hz, 350 Hz et plus pour garantir que la branche de compensation du filtre peut supprimer efficacement les harmoniques tout en compensant la puissance réactive et en améliorant le facteur de puissance.
mission de conception
La puissance globale de la ligne de production de moteurs à courant continu et de convertisseurs de fréquence correspondant au transformateur 400KVA est compensée de 0,7 à plus de 0,95.Le compensateur de filtre doit être réglé à une capacité de 380 kvar, qui est divisé en 4 groupes de capacité et automatiquement coupé pour compenser respectivement la courbure du côté basse tension du transformateur.La capacité d'ajustement classée est de 45 kvar, ce qui peut s'adapter aux diverses exigences de puissance de la ligne de production, de sorte que la conception garantit pleinement que la puissance ajustée est supérieure à 0,9.
Analyse des effets après l'installation de la compensation du filtre
En juillet 2010, le dispositif de compensation de puissance réactive du filtre pour moteurs à courant continu et convertisseurs de fréquence a été installé et mis en service.L'appareil suit automatiquement les changements de charge des moteurs à courant continu et des convertisseurs de fréquence, 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 du filtre mis en service, la courbe de changement du facteur de puissance après la mise en service du dispositif de compensation du filtre est d'environ 0,99 (la partie surélevée est d'environ 0,7 lorsque le dispositif de compensation du filtre est retiré)
Opération de chargement
Le courant utilisé par le transformateur 400KVA est réduit de 770A à 520A, soit une baisse de 33%.Après compensation, la valeur de réduction de perte de puissance est WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=5×{(0.7×400)400}2×0.4≈2.8( kw · h) Dans la formule, Pd est la perte de court-circuit du transformateur, qui est de 5 kW, et l'économie annuelle des dépenses d'électricité est de 2,8*20*30*10*0,7=11 700 yuans (sur la base de 20 heures de travail par jour). jour, 30 jours par mois, 10 mois par an, par kWh d'électricité 0,7 yuan).
situation du facteur de puissance
Le facteur de droits global de l'entreprise est passé de 0,7 à 0,95, le facteur de droits mensuel est resté entre 0,96 et 0,98 et la pénalité est passée de 15 000 yuans par mois à 3 000 à 5 000 yuans par mois.
Le moteur BLDC et le filtre du démarreur progressif
Le dispositif de compensation de puissance réactive a la capacité de supprimer le courant d'impulsion et de compenser la charge de puissance réactive, de résoudre le problème de pénalité de puissance réactive, d'augmenter le volume de sortie du transformateur, de réduire la consommation de puissance active et d'augmenter la sortie, apportant des avantages économiques évidents. à l'entreprise et retour sur investissement du projet client il y a un an.Par conséquent, l'entreprise est très satisfaite de la compensation de puissance réactive des moteurs à courant continu sans balais et des filtres inverseurs et présentera certains clients à l'avenir.
Heure de publication : 14 avril 2023