ユーザーの基本情報
セメント工場ではさまざまな建設用コンクリートが製造されます。同社には 3 つの生産ラインがあります。スイッチング電源はインバータ駆動モータ、2000KVA2、630KVA変圧器を使用しており、各変圧器の底圧側にはコンデンサ補償キャビネットが装備されています。電源系統図は以下の通りです。
実稼働データ
2000KVA変圧器のソフトスターターの出力電力は1720KVA、平均力率はPF=0.83、動作電流は2500A、電力は530KVA630KVA変圧器、平均力率はPF=0.87、動作電流は770Aです。各変圧器の下にある無効電力補償キャビネットには、停電、コンデンサの油漏れ、および異常な動作を許可しない制御パネルの表示情報が表示されることがよくあります。したがって、総合力率はわずか 0.84 となり、無効電力ペナルティは 1 月で約 20,000 になります。また、生産ラインのモーターやソフトスターターは、製造に支障をきたすことがあります。
電力系統状況分析
コンバータ安定器の主負荷は 6 個のシングルパルス安定器です。安定器は交流を直流に変換する際に大量のパルス電流を発生します。これは典型的なパルス電流源であり、電力網に入力されます。高調波電流は、電力網の特性インピーダンスに対してパルス電流の動作電圧を引き起こし、動作電圧と電流のフレーム損失を引き起こし、スイッチング電源の品質と動作の安全性を危険にさらし、ライン損失と動作電圧偏差を増加させ、電源に悪影響を及ぼします。電力網や発電所自体が影響を及ぼします。
プログラム コントローラー コンピューター インターフェイス (PLC) は、スイッチング電源の動作電圧の高調波歪みに敏感です。一般に、総パルス電流動作電圧のフレーム損失 (THD) が 5% 未満であることが規定されており、個々のパルス電流動作電圧のフレームレートが高すぎると、制御システムの動作エラーにより動作が中断される可能性があります。生産または操業に重大な責任を負う事故が発生した場合。
無効電力補償コンデンサバンクが動作すると、コンデンサバンクのパルス電流特性インピーダンスが小さいため、大量のパルス電流がコンデンサ構成に導入され、電流量が急速に膨張し、寿命に重大な影響を与えます。 。一方、コンデンサバンクのパルス電流コンデンサがシステムソフトウェアの等価パルス電流インダクタと同等の場合、高調波電流の増加(2～10倍)によりコンデンサが過熱して破壊する可能性があります。パルス電流により出力電力の周波数が変化します。正弦波はフレームから外れて鋸歯状の鋭い波となり、絶縁層材料の部分放電を引き起こし、絶縁層材料の脆化を促進し、コンデンサの損傷を引き起こす可能性があります。したがって、インバータの電力補償にはコンデンサ無効電力補償筐体は使用できず、低圧無効電力補償にはパルス電流抑制機能付きフィルタを選定する必要があります。
フィルタ無効電力補償治療計画
ガバナンスの目標
フィルタ補償装置の設計は、高調波抑制および無効電力抑制管理の要件を満たします。
0.4KV系運転モードでは、フィルタ補償装置動作後はパルス電流が抑制され、月平均力率は0.92程度となっています。
フィルタ補償分岐回路接続による高次高調波共振、共振過電圧、過電流が発生しません。
標準に準拠した設計
電力品質 公共系統高調波 GB/T14519-1993
電源品質 電圧変動とフリッカ GB12326-2000
低圧無効電力補償装置の一般技術条件 GB/T 15576-1995
低圧無効電力補償装置 JB/T 7115-1993
無効電力補償技術条件 JB/T9663-1999 低圧電力および電子機器の高次高調波電流制限値より「低圧無効電力自動補償制御装置」 GB/T17625.7-1998
電気技術用語 電力コンデンサ GB/T 2900.16-1996
低電圧シャントコンデンサ GB/T 3983.1-1989
リアクター GB10229-88
リアクター IEC 289-88
低圧無効電力補償制御装置注文技術条件 DL/T597-1996
低電圧電気エンクロージャ保護グレード GB5013.1-1997
低圧完全開閉装置および制御装置 GB7251.1-1997
デザインのコンセプト
同社の具体的な状況に応じて、インバータ電源のフィルタ補償では力率とパルス電流の抑制を考慮し、トランスの0.4kVボトム電圧側にフィルタ故障補償装置を設置し、パルス電流の抑制が可能となっている。パルス電流を減少させ、力率の改善を補償します。
コンバータでは、バラストはフーリエ級数電流の流れに従って 6K-1 の高度なパルス電流を生成し、次にそれぞれ約 250 Hz と 7350 Hz の 5 つの高度なパルス電流を生成します。したがって、中間周波誘導炉の無効電力補償を設計する場合、フィルタ補償ブランチが効果的にパルス電流を抑制し、同時に無効負荷を補償し、力率を改善できるように、250Hz および 350Hz 付近の周波数を設計する必要があります。
デザインの割り当て
2000kV AC 変圧器のペア インバータ電源ラインの総合力率は 0.8 ～ 0.95 に補償されます。フィルタ補償装置には 760kV のボリュームを装備する必要があり、8 セットのボリュームに自動的に変換され、1 セットは変圧器の底部電圧側の巻線補償と連携します。クラス調整のワークロードは45KVARで、生産ラインのさまざまな電力要件に対応できます。630kV 変圧器対コンバータ ラインの総合力率が補償されており、補償範囲は 0.8 ～ 0.95 です。フィルタ補償装置には 310kV のボリュームが装備されている必要があり、これは自動的に 4 セットのボリュームに変換され、1 セットは補償のために変圧器の底部電圧側の巻線抵抗と連携します。クラス調整のワークロードは26KVARで、生産ラインのさまざまな電力要件に対応できます。スキーム設計により、力率が 0.95 を超えることが完全に保証されます。
フィルタ補正導入後の影響解析
2010年7月にはインバータフィルタリング無効電力補償装置を設置し、運用を開始しました。このデバイスは、インバータの負荷変化を自動的に追跡し、リアルタイムで高次高調波を抑制し、無効電力を補償し、力率を改善します。詳細は次のとおりです。
フィルタ補償装置使用後の力率変化曲線は約0.97（フィルタ補償装置を外すと盛り上がった部分は約0.8）となります。
ロード操作
2000KVA 変圧器で使用される電流は 2500A から 2120A に減少し、15% 減少します。630KVA 変圧器で使用される電流は 770A から 620A に減少し、19% 減少します。補償後の電力損失低減値は、WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=50×{(0.85×4500)/4500}2×0.4≒34(kw・h)となります。式によると、Pd は変圧器の短絡損失で、50KW で、年間の電気代節約額は 34*20*30*10*0.7=142,800 元になります (1 日 20 時間、月 30 日働いた場合に基づく) 、年間 10 か月、kWh あたり 0.7 元）。
力率の状況
同社の全体的な電力工学指数は 0.8 から 0.95 に上昇し、月次電力工学指数は 0.96 ～ 0.98 で推移し、月あたり 20,000 元以上から月あたり 6,000 ～ 10,000 元以上に上昇しました。
周波数変換フィルタの低電圧無効電力補償は、パルス電流を抑制して無効負荷を補償し、無効電力ペナルティの問題を解決し、変圧器の出力容量を増加させ、有効電力補償の損失を削減する機能を備えています。生産量が増加し、会社に利益がもたらされます。 明らかな経済的利益が生み出されており、顧客のプロジェクト投資は 1 年分のプロジェクト投資額未満です。したがって、同社はインバータフィルタの無効電力補償に非常に満足しており、将来的にはいくつかの顧客を紹介する予定です。
投稿時刻: 2023 年 4 月 13 日