金属冶炼行业电能质量

发布时间:2019/4/28 15:16:02 点击次数:379次 类别:电能质量综合治理


制造行业电能质量特点

现代工业技术之发展,制造行业的电力系统中电力电子装置应用日益广泛,各种非线性电子设备装置如变频器、整流器、及各种开关电源等的大规模运用,虽完善了现代工业自动控制的技术,同时亦产生大量的谐波干扰电网。其中变频器在各个生产行业中的应用极为广泛。

与传统的直流调速相比,变频器可以实现交流电动机的无级调速,满足生产工艺过程对电机调速控制的要求,以提高产品的产量和质量,又可大幅度节约能源,降低生产成本。但是不论是直流调速还是交流调速技术,其电气设计中均采用了整流电路,给系统带来了严重的谐波污染。

 

典型负载

制造行业中运用了大量的自动化流水线,含有大量的非线性负载,会产生大量的谐波并注入电网,电能质量大幅下降,影响设备的正常运行。


谐波对制造行业供电系统的危害

1)对于变压器,谐波电流可导致铜损和杂散损耗增加,谐波电压则会增加铁损。

2)谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流,谐波含量较高的电流能使断路器的开断能力降低,加大了断路器容量的配置。谐波还会使低压配电系统低压进线柜的电压保护由于相位变化而误动或拒动。

3)在电力系统中,因为趋肤效应,高的谐波频率增加了导线的谐波电阻。因此谐波电流会增加线路损耗,并降低线路的传输能力。此外谐波还可能引起浸渍绝缘局部放电,加速电缆绝缘老化,缩短电缆的使用寿命。

4)如果加于电度表的电压、电流的波形为非正弦波,使工作磁通的波形变为非正弦波,任何非正弦波均可分解为一系列高次谐波,同频高次谐波磁通之间相互作用会产生附加力矩,因而引起附加误差,甚至造成计量混乱。

5)谐波的存在,会使控制设备损坏或出现误动作的几率大大增加。电力电子设备对供电电压的谐波畸变很敏感,如可编程控制器(PLC),在较高的畸变量可导致控制设备误动作,进而造成生产或运行中断,导致更大的经济损失。

6)对于谐波污染的负载,一旦在生产过程中,出现误跳闸,可能造成电脑的数据丢失,轻则造成一定的经济损失,重则导致全部数据瘫痪,由于谐波电流的影响将会带来非常恶劣的影响。


制造行业电能质量治理解决方案

1 利用APF治理谐波

    制造行业负载中含有变频器,整流器及开关电源灯,都是典型的谐波源,会严重影响电力系统稳定性。针对制造行业电网谐波现状,治理谐波的最佳解决方案是采用有源滤波技术,一般而言,有源滤波器(受控电流源)与一个产生谐波的负荷并联连接,该受控电流源产生与负荷的谐波电流大小相同相位相反的补偿电流,以此来消除负荷产生的谐波对配电网的影响。

    APF选型:

    有源滤波器的设计容量=运行电流*电流畸变率

注:为了使补偿效果更佳,一般留有裕量,因此一般在计算容量乘以1.2作为最后的配置容量。

2 项目配置方案

设备名称

安装位置

治理方式

解决问题

有源滤波器

负载进线断路器下端

集中治理

滤除谐波电流,提高供电系统可靠性。

小结:本装置投入使用后不仅可以保证制造行业的谐波电流下降幅度非常明显而且可以提高现场的功率因数,在容量足够的情况下,现场的电流畸变率将会由23%下降至5%左右。



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