Tło
Huacan Optoelectronics (Suzhou) Co., Ltd. wykorzystuje w swojej produkcji piece średniej-częstotliwości, takie jak tyrystorowe piece grzewcze. Tego typu urządzenia to obciążenia nieliniowe-, które podczas pracy generują dużą liczbę harmonicznych, co prowadzi do zanieczyszczenia sieci energetycznej. Aby zapewnić bezpieczeństwo systemu zasilania oraz uniknąć uszkodzeń sprzętu i potencjalnych kar finansowych, firma Shanghai Renguang Industrial Development Co., Ltd. przeprowadziła w kwietniu 2014 r. testy jakości energii po stronie szyn zbiorczych o mocy 2500 kVA i 0,4 kV i sformułowała plan ograniczania harmonicznych w oparciu o normę GB/T14549-93 „Jakość energii – harmoniczne w publicznych sieciach elektroenergetycznych”.
Problemy z jakością energii
Poważne przekroczenia harmoniczne:
Całkowity współczynnik odkształceń napięcia po-stronie niskiego napięcia wynosi 9,77%, co znacznie przekracza krajową normę graniczną wynoszącą 5,0% dla sieci elektroenergetycznej 0,38 kV; zawartość napięcia 5. harmonicznej wynosi 5,76%, co przekracza granicę harmonicznej nieparzystej wynoszącą 4,0%. Zniekształcenie przebiegu prądu jest poważne, współczynnik zniekształceń harmonicznych prądu fazy B wynosi 51,2%, a prądy harmoniczne 3., 5., 7., 11., 13., 17. i 19. osiągają odpowiednio 131A, 479A, 227A, 148A, 77A, 91A i 69A.
Znaczące szkody:
Harmoniczne zwiększają straty miedzi i żelaza w transformatorze, pogarszając hałas i wzrost temperatury; powodować przegrzanie kabla, starzenie się izolacji i nasilony efekt naskórkowy; zwiększyć straty miedzi i żelaza w silniku, powodując zmniejszenie wyjściowego momentu obrotowego; powodować dryf przejścia napięcia przez zero-w systemie sterowania, prowadzący do błędnej oceny sterownika i nieprawidłowego działania przełączników; i może również skutkować niedokładnym pomiarem mocy, co może prowadzić do kar finansowych nałożonych przez dział zasilania.
Rozwiązanie
1. Standardy leczenia
Zgodnie z GB/T14549-93 należy upewnić się, że po obróbce całkowity współczynnik zniekształceń harmonicznych napięcia sieci energetycznej 0,38 kV jest mniejszy lub równy 5,0%, zawartość nieparzystych harmonicznych napięcia jest mniejsza lub równa 4,0%, a współczynnik filtrowania harmonicznych jest nie mniejszy niż 85%.
2. Konfiguracja sprzętu
Po stronie wyjściowej transformatora 2500 kVA zainstaluj jeden trój-czterofazowy-przewodowy filtr mocy czynnej L-HTS800A/4/600A/0,4, wykorzystujący scentralizowaną kompensację, aby skutecznie leczyć prąd harmoniczny 600 A i konkretnie odfiltrowywać piątą, siódmą i jedenastą harmoniczną.
Analiza korzyści
Lepsza zgodność
Po obróbce zawartość harmonicznych napięcia i prądu jest zgodna z normami krajowymi, co pozwala uniknąć kar nakładanych przez zakłady energetyczne za przekroczenie limitów harmonicznych i rozwiązywanie problemów z niedokładnymi pomiarami energii elektrycznej.
Ochrona sprzętu
Zmniejsza straty w transformatorach, kablach i silnikach, minimalizuje wzrost temperatury i starzenie się izolacji, wydłuża żywotność sprzętu, obniża koszty konserwacji i zapobiega wypadkom związanym z bezpieczeństwem, takim jak eksplozje kondensatorów.
Stabilność systemu
Poprawia przebiegi prądu, eliminuje potencjalne awarie układu sterowania, zapewnia ciągłą i stabilną pracę urządzeń produkcyjnych oraz zmniejsza straty spowodowane przerwami w produkcji na skutek awarii sprzętu.
Optymalizacja efektywności energetycznej
Zwiększa efektywną wydajność transformatora, zmniejsza inwestycje w rozbudowę, obniża straty w sieci, poprawia efektywność wykorzystania energii elektrycznej i pośrednio zmniejsza koszty energii produkcyjnej.