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【KD-2000型變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置】變頻器,直流電機諧波分析

更新時間: 2012-07-21  點擊次數(shù): 2757次

用戶情況介紹

河北某塑膠制品公司是生產(chǎn)戶內(nèi)、外廣告燈箱布、噴繪布,PVC壓延膜的廠家,生產(chǎn)線主要設備為變頻器、直流電機,變頻器及直流電機整流屬于典型諧波源,產(chǎn)生大量諧波,造成補償電容器無法正常投入運行且電容器再投入后造成諧波放大,用電設備運轉(zhuǎn)故障率高,電容器經(jīng)常燒毀,功率因數(shù)僅為0.56,每月產(chǎn)生無功罰款4.3萬元左右,變壓器溫度在夏季達70度,造成電能浪費,壽命縮短。

一、塑膠生產(chǎn)線概述

塑膠生產(chǎn)線車間以0.4kV電壓供電,其主要負荷為6脈動整流變頻器、直流電機整流柜,整流設備在工作中在把交流變?yōu)橹绷鞯耐瑫r產(chǎn)生大量的諧波,屬典型諧波源;諧波電流注入電網(wǎng),在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓,引起電網(wǎng)電壓電流畸變,影響供電質(zhì)量及運行安全,使線路損耗及電壓偏移增加,對電網(wǎng)和工廠本身電氣設備均會產(chǎn)生不良的影響。

特征諧波分析

1) 塑膠生產(chǎn)線的整流裝置為6脈動可控整流;

2) 整流裝置所產(chǎn)生的諧波為6K+1次奇次諧波,采用傅立葉級數(shù)對電流進行分解變換,可知電流波形含有6K±1次高次諧波,根據(jù)對塑膠生產(chǎn)線的測試數(shù)據(jù),其諧波電流含有量見下表:

6脈動橋式換流器諧波電流含有量:(In/I1

諧波次數(shù)

5

7

11

13

17

19

23

25

諧波含量

0.23

0.11

0.08

0.07

0.02

0.01

0.007

0.006

變頻器、直流電機在工作過程中,產(chǎn)生大量的諧波,針對測試及計算結(jié)果,特征諧波主要以5次為7次,諧波電流比較大,電壓電流畸變嚴重。

二、供電系統(tǒng)及數(shù)據(jù)

公司由一路10KV進線,廠內(nèi)安裝1250KVA整流變壓器2臺,1000KVA整流變壓器2臺,均為10KV/0.4KV。4臺整流變壓器分別帶4條塑膠生產(chǎn)線,如下

三、濾波補償裝置設計依據(jù)

1、根據(jù)電能質(zhì)量  公用電網(wǎng)諧波    GB/T14519-1993

2、根據(jù)電能質(zhì)量  電壓波動和閃變   GB12326-2000

3、根據(jù)供電系統(tǒng)阻抗和相關(guān)參數(shù)

4、根據(jù)現(xiàn)場測量結(jié)果及仿真計算

四、治理方案

1、 治理目標

    根據(jù)企業(yè)實際情況,我公司針對塑膠生產(chǎn)線諧波治理設計了整套濾波方案,綜合考慮負荷功率因數(shù)、諧波吸收和背景諧波,在企業(yè)變壓器1250KVA 、10000KVA低壓側(cè)安裝一套諧波濾波裝置對諧波進行治理,原有電容補償柜退出運行。

濾波裝置諧波電流的設計滿足國標GB/T14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的管理規(guī)定。

0.4KV系統(tǒng)運行方式下,濾波設備投運后,濾波器吸收點處某次諧波的幅值及含有量都有大幅度下降,功率因數(shù)0.95以上。

不因為投入濾波裝置而引起某次諧波的諧振或諧振過電壓、過電流。

2、方案確定

由于變頻器、直流電機在工作過程中諧波較大,如5次諧波達到了基波電流的21.5%,對電網(wǎng)、設備本身和其它用戶都造成了不同程度的影響。另外,考慮設備的功率因數(shù)特點,在設計時要做到諧波消除補償無功提高功率因數(shù)等。

針對設備的特性本方案采用濾波兼無功補償?shù)姆绞剑闹饕饔茫焊纳乒╇娤到y(tǒng)的穩(wěn)定性;抑制諧波電流以減少諧波造成的危害,提高功率因數(shù)。

塑膠生產(chǎn)線工作過程負荷相對比較穩(wěn)定,諧波含量大,功率因數(shù)特別低。從測試數(shù)據(jù)看主要諧波成分是5次 、7次其中以5次諧波為zui大,電壓畸變嚴重。綜上因素考慮濾波裝置設計5次、7LC濾波主吸收支路8條精補濾波之路,吸收5、7次及以上次數(shù)的諧波同時補充功率無功提高功率因數(shù)。方案采用仿真法對各回路投入時是否產(chǎn)生非特征頻率的諧振進行分析,并zui終確定回路的參數(shù)。

3、技術(shù)特點

針對用戶系統(tǒng)諧波無功專門設計制造,消除特性諧波補償無功功率,濾波效果明顯。

對于5、7次諧波電流吸收率達到85%以上,諧波滿足  GB/T14549-93要求。  

根據(jù)諧波源的特性設定濾波器的投切方式和控制策略。 

檢測系統(tǒng)情況,按照負荷的無功電流、諧波電流進行實現(xiàn)跟蹤。  
使受電功率因數(shù)提高到0.95以上,降低配電網(wǎng)的線損、增加配電變壓器的承載效率。

補償過程中電網(wǎng)電壓波動滿足國家標準GB/12326-90要求,即:滿負荷到輕負荷補償變化引起的一次側(cè)電壓波動≤2.5%

裝置保護措施:過電壓保護、過電流保護、欠電壓保護、接地保護 過熱保護。

系統(tǒng)不產(chǎn)生無線電(射頻)電磁干擾。

運行方式:全自動,連續(xù)工作。

供電系統(tǒng)及濾波原理



五、結(jié)論

1、濾波補償裝置投入運行,自動跟蹤塑膠生產(chǎn)線的各種負載設備變化,使各次諧波得到有效濾除。

2、未治理前電壓總畸變率(THD)嚴重超出國標5%的限值要求。經(jīng)治理電壓總畸變率(THD)從原來的10.2%,降止2.5%,各次諧波都符合國標GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標準要求。

3、經(jīng)治理諧波電流都得到有效改善,未投入5、7、11次的諧波電流都嚴重超標,投入后超標的各次諧波電流吸收率都大于80%以上,符合設備設計要求。如5次諧波電流從268A,降止37A左右; 7次諧波電流從139A,降止20A左右, 注入公共點的各次諧波電流均符合國標GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》要求。

4濾波裝置投入后系統(tǒng)的功率因數(shù)得到大幅提高,供電系統(tǒng)0.4KV側(cè)從原來的0.56左右提到0.97,有功功率、視在功率、無功功率都得到改善,有效降低用電設備和供電線路的損耗。

5、諧波治理后變壓器溫度由原來的65度降低到45度,節(jié)省了大量電能,變壓器使用壽命延長。

6、通過治理后有效改善了塑膠生產(chǎn)線的供電電能質(zhì)量,提高了變頻器、直流電機電源的利用效率,有利于系統(tǒng)的長期安全、經(jīng)濟運行,產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益。

產(chǎn)品分類

Product category

  • 聯(lián)系電話電話021-56412027
  • 傳真傳真021-56146322
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