กรณีโรงงานสายไฟและสายเคเบิล

ข้อมูลเบื้องต้นของผู้ใช้
บริษัทหล่อวาล์วประตูแห่งหนึ่งผลิตผลิตภัณฑ์วาล์วเป็นหลักอุปกรณ์สายการผลิตของบริษัทประกอบด้วยชุดเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางขนาด 2 ตัน ซึ่งขับเคลื่อนโดยระบบจ่ายไฟหม้อแปลงมืออาชีพขนาด 2000 kVA (10KV/0.75 kVA)ติดตั้งตู้ชดเชยความจุ 2 ตู้ที่มีปริมาตร 600 kVA, เตาเหนี่ยวนำความถี่กลาง 1 ตัน, หม้อแปลงทางเทคนิคและมืออาชีพ 800 kVA (10KV/0.4KV) และตู้ชดเชยความจุที่มีปริมาตร 300 kVAแผนภาพระบบจ่ายไฟมีดังนี้:

ข้อมูลการดำเนินงานจริง
กำลังที่ชัดเจนของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางที่ติดตั้งหม้อแปลงขนาด 2000KVA คือ 700KVA-2100KVA พลังงานที่ใช้งานคือ P=280KW-1930KW โหลดปฏิกิริยาคือ Q=687KAR-830KAR ตัวประกอบกำลังคือ PF=0.4-0.92 และ กระแสไฟในการทำงานⅰ = 538 A-1660 A กำลังไฟฟ้าที่ชัดเจนของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางที่ติดตั้งหม้อแปลงขนาด 800KVA คือ 200KVA-836KVAกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานคือ P=60KW-750KW โหลดปฏิกิริยาคือ Q=190KAR-360KAR ตัวประกอบกำลังคือ PF=0.3-0.9 และกระแสไฟฟ้าทำงาน i=288 A-1200 A. เนื่องจากไม่สามารถใส่ตู้ชดเชยตัวเก็บประจุได้ ในการทำงาน (การชดเชยอัตโนมัติล้มเหลว เมื่อตัวเก็บประจุถูกใช้งานด้วยตนเอง เสียงของตัวเก็บประจุผิดปกติ เบรกเกอร์ตัดการทำงาน ตัวเก็บประจุถูกบรรจุ น้ำมันรั่ว แตก และไม่สามารถใช้งานได้) พลังงานที่ครอบคลุมรายเดือน ปัจจัยคือ PF=0.78 และปรับอัตราดอกเบี้ยจำนองรายเดือนเป็นมากกว่า 32,000 หยวน

การวิเคราะห์สถานการณ์ระบบไฟฟ้า
โหลดหลักของแหล่งจ่ายไฟวงจรเรียงกระแสเตาไฟฟ้าความถี่กลางคือการแก้ไข 6 พัลส์อุปกรณ์วงจรเรียงกระแสจะแปลง AC เป็น DC ในขณะที่สร้างฮาร์โมนิคจำนวนมากกระแสฮาร์มอนิกแหล่งกำเนิดฮาร์มอนิกทั่วไปจะถูกฉีดเข้าไปในกริด และอิมพีแดนซ์ของกริดจะสร้างแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิก ทำให้เกิดแรงดันกริด การบิดเบือนกระแสส่งผลต่อคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟและความปลอดภัยในการทำงาน เพิ่มการสูญเสียสายและการชดเชยแรงดันไฟฟ้า และเพิ่มกำลังเมื่อธนาคารตัวเก็บประจุชดเชยพลังงานปฏิกิริยาถูกนำไปใช้งาน เนื่องจากความต้านทานลักษณะฮาร์มอนิกของธนาคารตัวเก็บประจุมีขนาดเล็ก ฮาร์โมนิกจำนวนมากจะถูกนำเข้าสู่ธนาคารตัวเก็บประจุ และปริมาณของกระแส capacitive การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานอย่างจริงจังในทางกลับกัน เมื่อรีแอกแตนซ์ฮาร์มอนิกคาปาซิทีฟของธนาคารตัวเก็บประจุเท่ากับรีแอกแตนซ์อุปนัยฮาร์มอนิกที่เทียบเท่าของระบบและเกิดเรโซแนนซ์แบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าฮาร์มอนิกจะถูกขยายใหญ่ขึ้นอย่างมาก (2-10 เท่า) ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและความเสียหายต่อ ตัวเก็บประจุนอกจากนี้ ฮาร์โมนิกส์จะทำให้คลื่น DC ไซน์ซอยด์เปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดคลื่นยอดฟันเลื่อย ซึ่งทำให้เกิดการคายประจุบางส่วนในวัสดุฉนวนได้ง่ายการคายประจุบางส่วนในระยะยาวยังช่วยเร่งการเสื่อมสภาพของวัสดุฉนวนและทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายได้ง่ายดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ตู้ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟของตัวเก็บประจุเพื่อชดเชยเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางได้ และควรเลือกอุปกรณ์ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟของตัวกรองที่มีฟังก์ชันปราบปรามกระแสพัลส์

แผนการบำบัดการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ
เป้าหมายการกำกับดูแล
การออกแบบอุปกรณ์ชดเชยตัวกรองเป็นไปตามข้อกำหนดของการปราบปรามฮาร์มอนิกและการจัดการการปราบปรามพลังงานปฏิกิริยา
ภายใต้โหมดการทำงานของระบบ 0.75KV และ 0.4KV หลังจากที่อุปกรณ์ชดเชยตัวกรองถูกใช้งาน กระแสพัลส์จะถูกระงับ และตัวประกอบกำลังเฉลี่ยรายเดือนเกิน 0.95อินพุตของลูปการชดเชยตัวกรองจะไม่ทำให้เกิดเรโซแนนซ์กระแสพัลส์หรือแรงดันไฟเกินและกระแสเกินเรโซแนนซ์

การออกแบบเป็นไปตามมาตรฐาน
คุณภาพไฟฟ้า ฮาร์โมนิคกริดสาธารณะ GB/T14519-1993
คุณภาพไฟฟ้า ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหว GB12326-2000
เงื่อนไขทางเทคนิคทั่วไปของอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแรงดันต่ำ GB/T 15576-1995
อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแรงดันต่ำ JB/T 7115-1993
เงื่อนไขทางเทคนิคการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาJB/T9663-1999 “ตัวควบคุมการชดเชยอัตโนมัติกำลังรีแอกทีฟแรงดันต่ำ”
ขีดจำกัดของกระแสฮาร์มอนิกที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์แรงดันต่ำ GB/T 17625.7-1998 เงื่อนไขทางเทคนิคไฟฟ้า ตัวเก็บประจุไฟฟ้า 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 บริษัทของเราได้ออกแบบชุดตัวกรองการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางโดยละเอียดพิจารณาโหลดแฟคเตอร์กำลังไฟฟ้าและการลดฮาร์มอนิกอย่างถี่ถ้วน และติดตั้งชุดตัวกรองการชดเชยกำลังรีแอกทีฟแรงดันต่ำที่ด้านแรงดันไฟฟ้าด้านล่างของหม้อแปลง 0.75KV และ 0.4KV ของบริษัทเพื่อระงับฮาร์โมนิค ชดเชยกำลังรีแอกทีฟ และปรับปรุงตัวประกอบกำลังในระหว่างการทำงานของเตาความถี่กลาง อุปกรณ์วงจรเรียงกระแสจะสร้างฮาร์โมนิค 6K+1 และใช้ซีรีย์ฟูริเยร์เพื่อสลายและแปลงกระแสเพื่อสร้างฮาร์โมนิค 5 ตัวที่ 250HZ และ 7 ฮาร์โมนิกที่สูงกว่า 350HZดังนั้น เมื่อออกแบบตัวกรองการชดเชยที่ไม่มีประสิทธิภาพของเตาความถี่ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรสาขาการชดเชยตัวกรองจะชดเชยพลังงานที่ไม่ได้ใช้งาน โดยการปราบปรามฮาร์โมนิกของความถี่ที่สูงกว่า 250HZ และ 350HZ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มตัวประกอบกำลัง

งานออกแบบ
ค่าตัวประกอบกำลังที่ครอบคลุมของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางขนาด 2 ตันที่จับคู่กับหม้อแปลงขนาด 2,000 kVA ได้รับการชดเชยจาก 0.78 เป็นประมาณ 0.95อุปกรณ์ชดเชยตัวกรองจะต้องมีความจุ 820 kVA และแปลงเป็น 6 กลุ่มความจุโดยอัตโนมัติ ซึ่งแต่ละกลุ่มจะตรงกับขดลวดที่ด้านแรงดันไฟฟ้าด้านล่างของหม้อแปลงเพื่อการชดเชยความสามารถในการปรับการจำแนกเกรดคือ 60KVAR ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานต่างๆ ของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางค่าตัวประกอบกำลังที่ครอบคลุมของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลาง 1 ตันที่จับคู่กับหม้อแปลงขนาด 800 kVA ได้รับการชดเชยจาก 0.78 เป็นประมาณ 0.95อุปกรณ์ชดเชยตัวกรองจะต้องติดตั้งความจุ 360 kVA ซึ่งสามารถแปลงเป็นความจุ 6 กลุ่มได้โดยอัตโนมัติ และความสามารถในการปรับอย่างช้าๆ คือ 50 kVA ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานต่างๆ ของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางการออกแบบประเภทนี้รับประกันอย่างเต็มที่ว่าตัวประกอบกำลังที่ปรับแล้วจะสูงกว่า 0.95

การวิเคราะห์ผลกระทบหลังการติดตั้งการชดเชยตัวกรอง
เมื่อต้นเดือนมิถุนายน 2010 ได้มีการติดตั้งและใช้งานอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของตัวกรองเตาความถี่กลางอุปกรณ์จะติดตามการเปลี่ยนแปลงโหลดของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางโดยอัตโนมัติ โดยจะชดเชยโหลดปฏิกิริยาโดยเฉพาะ และปรับปรุงตัวประกอบกำลังรายละเอียดดังต่อไปนี้: