กรณีโรงงานท่อพลาสติก

ข้อมูลเบื้องต้นของผู้ใช้
บริษัทผลิตภัณฑ์พลาสติกส่วนใหญ่ผลิตท่อน้ำ PE, ท่อระบายน้ำโลหะสูบลม ฯลฯ บริษัทมีสายการผลิต 4 สาย ส่วนหนึ่งของแรงผลักดันใช้มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านและมอเตอร์ขับเคลื่อนความถี่แปรผัน DC มี 4 ชุด 400KVA หม้อแปลงแต่ละตัว ด้านแรงดันด้านล่างพร้อมกับกล่องชดเชยความจุแผนภาพระบบจ่ายไฟมีดังนี้:

ข้อมูลการดำเนินงานจริง
มอเตอร์ DC ของหม้อแปลง 400KVA กำลังสูงของอินเวอร์เตอร์คือ 360KW ค่าตัวประกอบกำลังเฉลี่ยคือ PF = 0.7 กระแสไฟฟ้าทำงานคือ 780A กล่องชดเชยที่ไม่ถูกต้องภายใต้หม้อแปลงแต่ละตัวมักจะเดินทาง ตัวเก็บประจุจะขยายและรั่วไหล และ ควบคุมความผิดปกติไม่ได้ เป็นต้น ปรากฏการณ์ อัตราครอบคลุมเพียง 0.8 และค่าปรับไม่ถูกต้องประมาณ 15,000 ต่อเดือนนอกจากนี้ บางครั้งมอเตอร์และซอฟต์สตาร์ทในสายการผลิตยังได้รับความเสียหาย ซึ่งส่งผลต่อการผลิต

การวิเคราะห์สถานการณ์ระบบไฟฟ้า
โหลดหลักของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน DC และแหล่งจ่ายไฟวงจรเรียงกระแสอินเวอร์เตอร์คือแหล่งจ่ายไฟวงจรเรียงกระแสพัลส์เดี่ยว 6 ตัวในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์เรียงกระแส AC สามารถแปลงเป็น DC ทำให้เกิดแหล่งกระแสพัลส์จำนวนมาก การแนะนำกระแสฮาร์มอนิกในระบบส่งกำลัง และส่งผลกระทบต่อระบบส่งกำลังอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของกระแสพัลส์ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าทำงานอยู่นอกกรอบ เป็นอันตรายต่อคุณภาพและความปลอดภัยในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เพิ่มการสูญเสียในสายและการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน และมี ส่งผลเสียต่อโครงข่ายไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเอง
อินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์ตัวควบคุมโปรแกรม (PLC) มีความไวต่อการบิดเบือนฮาร์มอนิกของแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยทั่วไปกำหนดไว้ว่าการสูญเสียเฟรมแรงดันไฟฟ้าทำงานปัจจุบันพัลส์ทั้งหมด (THD) น้อยกว่า 5% และแรงดันไฟฟ้าทำงานปัจจุบันพัลส์ส่วนบุคคลหากอัตราเฟรมสูงเกินไป ข้อผิดพลาดในการทำงานของระบบควบคุมอาจทำให้เกิดการหยุดชะงักของ การผลิตหรือการดำเนินงานส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุอันเนื่องมาจากความรับผิดในการผลิตครั้งใหญ่
เมื่อธนาคารตัวเก็บประจุชดเชยพลังงานรีแอกทีฟถูกนำไปใช้งาน เนื่องจากอิมพีแดนซ์ลักษณะกระแสพัลส์ของธนาคารตัวเก็บประจุมีขนาดเล็ก กระแสไฟฟ้าพัลส์จำนวนมากจะถูกนำเข้าสู่องค์ประกอบของตัวเก็บประจุ และปริมาณปัจจุบันจะขยายตัวอย่างรวดเร็ว ส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานอย่างจริงจัง .ในทางกลับกัน เมื่อตัวเก็บประจุกระแสพัลส์ของธนาคารตัวเก็บประจุเทียบเท่ากับตัวเหนี่ยวนำกระแสพัลส์ที่เทียบเท่าของซอฟต์แวร์ระบบ การเพิ่มขึ้นของกระแสฮาร์มอนิก (2-10 เท่า) จะทำให้ตัวเก็บประจุร้อนเกินไปและทำลายมัน และ กระแสพัลส์จะทำให้ความถี่ของกำลังเอาท์พุตเปลี่ยนแปลงรูปคลื่นไซนูซอยด์อยู่นอกเฟรม ทำให้เกิดคลื่นแหลมคมรูปฟันเลื่อย และจะทำให้เกิดการคายประจุของวัสดุชั้นฉนวนบางส่วน ซึ่งจะช่วยเร่งการเปราะของวัสดุชั้นฉนวน และทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายดังนั้น ตู้ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟของตัวเก็บประจุไม่สามารถใช้กับมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านและการชดเชยพลังงานอินเวอร์เตอร์ และควรเลือกตัวกรองที่มีฟังก์ชันระงับกระแสพัลส์สำหรับการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟแรงดันต่ำ

กรองแผนการบำบัดการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา
เป้าหมายการกำกับดูแล
การออกแบบอุปกรณ์ชดเชยตัวกรองเป็นไปตามข้อกำหนดของการปราบปรามฮาร์มอนิกและการจัดการการปราบปรามพลังงานปฏิกิริยา
ภายใต้โหมดการทำงานของระบบ 0.4KV หลังจากที่อุปกรณ์ชดเชยตัวกรองถูกใช้งาน กระแสพัลส์จะถูกระงับ และตัวประกอบกำลังเฉลี่ยรายเดือนจะอยู่ที่ประมาณ 0.92
จะไม่เกิดฮาร์มอนิกเรโซแนนซ์ลำดับสูง แรงดันเรโซแนนซ์เกิน และกระแสเกินที่เกิดจากการเชื่อมต่อกับวงจรย่อยการชดเชยตัวกรอง

การออกแบบเป็นไปตามมาตรฐาน
คุณภาพไฟฟ้า ฮาร์โมนิคกริดสาธารณะ GB/T14519-1993
คุณภาพไฟฟ้า ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหว GB12326-2000
เงื่อนไขทางเทคนิคทั่วไปของอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแรงดันต่ำ GB/T 15576-1995
อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแรงดันต่ำ JB/T 7115-1993
เงื่อนไขทางเทคนิคการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา JB/T9663-1999 “ตัวควบคุมการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาอัตโนมัติแรงดันต่ำ” จากค่าขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกลำดับสูงของอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ GB/T17625.7-1998
เงื่อนไขทางเทคนิคไฟฟ้า ตัวเก็บประจุไฟ GB/T 2900.16-1996
ตัวเก็บประจุแบ่งแรงดันต่ำ GB/T 3983.1-1989
เครื่องปฏิกรณ์ GB10229-88
เครื่องปฏิกรณ์ IEC 289-88
เงื่อนไขทางเทคนิคของตัวควบคุมการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟแรงดันต่ำ DL/T597-1996
เกรดการป้องกันตู้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ GB5013.1-1997
สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำที่สมบูรณ์ GB7251.1-1997

แนวคิดการออกแบบ
ตามสถานการณ์เฉพาะของบริษัท บริษัทของเราได้ออกแบบชุดของมอเตอร์ DC ที่มีรายละเอียดและโครงร่างตัวกรองการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟสตาร์ทเตอร์แบบซอฟต์สตาร์ทพิจารณาโหลดตัวประกอบกำลังไฟฟ้าและการปราบปรามฮาร์มอนิกอย่างถี่ถ้วน และติดตั้งตัวกรองที่ด้านแรงดันด้านล่าง 0.4KV ของหม้อแปลงของบริษัทสำหรับการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟแรงดันต่ำเพื่อลดฮาร์โมนิก ชดเชยกำลังรีแอกทีฟ และปรับปรุงตัวประกอบกำลังในระหว่างการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงและอินเวอร์เตอร์ อุปกรณ์วงจรเรียงกระแสจะสร้างฮาร์โมนิคที่สูงขึ้น 6K+1หลังจากกระแสถูกสลายและแปลงด้วยอนุกรมฟูริเยร์ จะมีการสร้างฮาร์โมนิกที่สูงกว่า 350HZ 5 เท่าและฮาร์โมนิกที่สูงกว่า 350HZ 7 เท่าดังนั้นในการออกแบบการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของตัวกรองเตาไฟฟ้าความถี่กลาง จึงจำเป็นต้องออกแบบความถี่ 250HZ, 350HZ ขึ้นไปเพื่อให้แน่ใจว่าสาขาการชดเชยตัวกรองสามารถปราบปรามฮาร์โมนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาและปรับปรุงตัวประกอบกำลัง
งานออกแบบ
กำลังที่ครอบคลุมของสายการผลิตมอเตอร์กระแสตรงและตัวแปลงความถี่ที่สอดคล้องกับหม้อแปลง 400KVA ได้รับการชดเชยจาก 0.7 เป็นมากกว่า 0.95ต้องตั้งค่าตัวชดเชยตัวกรองที่ความจุ 380kvar โดยแบ่งออกเป็นความจุ 4 กลุ่ม และตัดการทำงานอัตโนมัติเพื่อชดเชยการโค้งงอด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงไฟฟ้าตามลำดับความสามารถในการปรับแต่งแบบจำแนกประเภทคือ 45kvar ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการพลังงานต่างๆ ของสายการผลิตได้ ดังนั้นการออกแบบจึงทำให้มั่นใจได้ว่ากำลังที่ปรับแล้วนั้นสูงกว่า 0.9

การวิเคราะห์ผลกระทบหลังการติดตั้งการชดเชยตัวกรอง
ในเดือนกรกฎาคม 2010 มีการติดตั้งและใช้งานอุปกรณ์ชดเชยกำลังรีแอกทีฟของตัวกรองสำหรับมอเตอร์กระแสตรงและตัวแปลงความถี่อุปกรณ์จะติดตามการเปลี่ยนแปลงโหลดของมอเตอร์กระแสตรงและตัวแปลงความถี่โดยอัตโนมัติ ลดฮาร์โมนิคลำดับสูงแบบเรียลไทม์ ชดเชยกำลังรีแอกทีฟ และปรับปรุงตัวประกอบกำลังรายละเอียดดังต่อไปนี้:

หลังจากใช้งานอุปกรณ์ชดเชยตัวกรองแล้ว เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงตัวประกอบกำลังหลังจากใช้งานอุปกรณ์ชดเชยตัวกรองจะอยู่ที่ประมาณ 0.99 (ส่วนที่ยกขึ้นคือประมาณ 0.7 เมื่อถอดอุปกรณ์ชดเชยตัวกรองออก)

การดำเนินการโหลด
กระแสไฟที่ใช้โดยหม้อแปลงขนาด 400KVA ลดลงจาก 770A เป็น 520A ซึ่งลดลง 33%หลังจากการชดเชย ค่าการลดการสูญเสียกำลังคือ WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=5×{(0.7×400)400}2×0.4γ2.8( kw·h) ในสูตร Pd คือการสูญเสียไฟฟ้าลัดวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งมีค่าเท่ากับ 5KW และการประหยัดค่าไฟฟ้าต่อปีคือ 2.8*20*30*10*0.7=11,700 หยวน (อิงจากการทำงาน 20 ชั่วโมง a วัน 30 วันต่อเดือน 10 เดือนต่อปี ค่าไฟฟ้ากิโลวัตต์ละ 0.7 หยวน)

สถานการณ์ตัวประกอบกำลัง
ปัจจัยด้านสิทธิโดยรวมของบริษัทเพิ่มขึ้นจาก 0.7 เป็น 0.95 ปัจจัยด้านสิทธิรายเดือนยังคงอยู่ที่ 0.96-0.98 และค่าปรับเพิ่มขึ้นจาก 15,000 หยวนต่อเดือนเป็น 3,000-5,000 หยวนต่อเดือน
มอเตอร์ BLDC และตัวกรองซอฟต์สตาร์ท
อุปกรณ์ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟมีความสามารถในการระงับกระแสพัลส์และชดเชยโหลดพลังงานปฏิกิริยา แก้ปัญหาการลงโทษพลังงานปฏิกิริยา เพิ่มปริมาณเอาต์พุตของหม้อแปลง ลดการใช้พลังงานที่ใช้งาน และเพิ่มเอาต์พุต นำผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ชัดเจน ให้กับบริษัทและผลตอบแทนจากการลงทุนโครงการของลูกค้าในปีที่ผ่านมาดังนั้น บริษัทจึงพอใจกับการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านและตัวกรองอินเวอร์เตอร์ และจะแนะนำลูกค้าบางรายในอนาคต