กรณีการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของโรงงานผลิตรถยนต์

ข้อมูลเบื้องต้นของผู้ใช้
บริษัทผู้ผลิตรถยนต์แห่งหนึ่งผลิตอุปกรณ์ตกแต่งรถยนต์เพื่อความปลอดภัยบริษัทมี 4 สายการผลิตที่ยอดเยี่ยมสายการผลิตใช้การทำความร้อนด้วยความถี่กลางและมอเตอร์ขับเคลื่อนความถี่แปรผัน DC โดยมีกำลัง 2000KVA2 (การใช้งานเป็นซีรีส์)แผนภาพระบบจ่ายไฟมีดังนี้:

ข้อมูลการดำเนินงานจริง
หม้อแปลงขนาด 2000KVA ที่ติดตั้งเตาความถี่กลางและอินเวอร์เตอร์มีกำลังสูงสุด 1500KVA ค่าตัวประกอบกำลังจริงคือ PF=0.82 กระแสไฟฟ้าทำงานคือ 2250A ฮาร์โมนิคส่วนใหญ่เป็นอันดับที่ 5 และ 7 และอัตราการบิดเบือนกระแสรวมอยู่ที่ 23.6% .

การวิเคราะห์สถานการณ์ระบบไฟฟ้า
โหลดหลักของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลาง เตาเหนี่ยวนำความถี่กลาง และแหล่งจ่ายไฟวงจรเรียงกระแสอินเวอร์เตอร์คือวงจรเรียงกระแสพัลส์ที่ 6อุปกรณ์วงจรเรียงกระแสจะสร้างกระแสพัลส์จำนวนมากเมื่อแปลงกระแสไฟ AC เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับกระแสไฟฟ้าฮาร์มอนิกที่ป้อนเข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้าสามารถทำให้เกิดพัลส์ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานในปัจจุบัน ส่งผลให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในการทำงาน เป็นอันตรายต่อคุณภาพและความปลอดภัยในการดำเนินงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เพิ่มการสูญเสียสายและการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน และส่งผลเสียต่อโครงข่ายไฟฟ้าและ อุปกรณ์ไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านั่นเอง
อินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์ตัวควบคุมโปรแกรม (PLC) มีความไวต่อการบิดเบือนฮาร์มอนิกของแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยทั่วไปกำหนดไว้ว่าการสูญเสียเฟรมแรงดันไฟฟ้าทำงานปัจจุบันพัลส์ทั้งหมด (THD) น้อยกว่า 5% และแรงดันไฟฟ้าทำงานปัจจุบันพัลส์ส่วนบุคคลหากอัตราเฟรมสูงเกินไป ข้อผิดพลาดในการทำงานของระบบควบคุมอาจทำให้เกิดการหยุดชะงักของ การผลิตหรือการดำเนินงานส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุอันเนื่องมาจากความรับผิดในการผลิตครั้งใหญ่
ดังนั้นควรใช้การชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟแรงดันต่ำของตัวกรองพร้อมฟังก์ชันตัวกรองกระแสพัลส์เพื่อชดเชยโหลดรีแอกทีฟและปรับปรุงตัวประกอบกำลัง

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
เงื่อนไขทางเทคนิคการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟ JB/T9663-1999 “ตัวควบคุมการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟแรงดันต่ำอัตโนมัติ” ค่าขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกลำดับสูงจากอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 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 บริษัทได้ออกแบบชุดแผนการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟโดยละเอียดสำหรับเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางและแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์เมื่อพิจารณาถึงตัวประกอบกำลังไฟฟ้าโหลดและตัวกรองกระแสพัลส์ ชุดตัวกรองการชดเชยกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาแรงดันต่ำของตัวกรอง กรองกระแสพัลส์ ชดเชยโหลดปฏิกิริยา และปรับปรุงตัวประกอบกำลัง
ในกระบวนการทั้งหมดของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางและตัวแปลง ส่วนประกอบโดยรวมจะสร้างกระแสพัลส์ 6K ซึ่งจะถูกแปลงตามการไหลของกระแสของซีรีย์ฟูริเยร์ และกระแสพัลส์ลักษณะเฉพาะจะถูกสร้างขึ้นที่ 5250Hz และ 7350Hzดังนั้น เมื่อออกแบบการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟของตัวกรอง ชุดซอฟต์สตาร์ทและรูปแบบการออกแบบความถี่ 350Hz ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรจ่ายไฟการชดเชยตัวกรองมีความสมเหตุสมผล และการชดเชยพลังงานเอาท์พุตกระแสพัลส์ของตัวกรองได้รับการปรับปรุงเพื่อปรับปรุงตัวประกอบกำลังเพื่อให้กระแสพัลส์ของซอฟต์แวร์ระบบเป็น สอดคล้องกับ GB/T3 เป็นเอกฉันท์

งานออกแบบ
หม้อแปลงขนาด 2000KVA แต่ละชุดสอดคล้องกับเตาความถี่กลาง และค่าตัวประกอบกำลังที่ครอบคลุมของอินเวอร์เตอร์ได้รับการชดเชยจาก 0.8 เป็นมากกว่า 0.95 ฮาร์มอนิกที่ 5 จะลดลงจาก 420A เป็น 86A และฮาร์มอนิกที่ 7 ลดลงจาก 230A เป็น 46Aต้องติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยตัวกรองด้วยความจุ 1,060KVarแบ่งออกเป็น 6 กลุ่มของความจุสำหรับการสลับอัตโนมัติซึ่งสอดคล้องกับเตาความถี่กลาง การชดเชยตัวกรองแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์วงจรเรียงกระแส แบ่งออกเป็น 5 ครั้ง 7 ครั้งและการชดเชยตัวกรองการชดเชยที่ดี การสลับถนนโดยอัตโนมัติ เพื่อตอบสนองเตาความถี่กลาง ตัวกรองอินเวอร์เตอร์ และ ข้อกำหนดการออกแบบการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา
การออกแบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการควบคุมฮาร์มอนิกเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 14549-93 และปรับค่าตัวประกอบกำลังของเตาความถี่กลางและตัวแปลงความถี่ที่สูงกว่า 0.95ดังแสดงในรูปด้านล่าง: การวิเคราะห์ผลกระทบหลังการติดตั้งการชดเชยตัวกรอง
ในเดือนมิถุนายน 2010 ได้มีการติดตั้งและใช้งานเตาความถี่กลางและอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของตัวกรองตัวแปลงความถี่อุปกรณ์จะติดตามการเปลี่ยนแปลงโหลดของเตาความถี่กลางและตัวแปลงความถี่โดยอัตโนมัติ และจะกำจัดฮาร์โมนิกที่มีลำดับสูงเพื่อชดเชยกำลังรีแอกทีฟและปรับปรุงตัวประกอบกำลังรายละเอียดดังต่อไปนี้: