028-82712505

關(guān)鍵詞:諧波治理、有源電力濾波器、DVR電壓暫降調節器、SVG靜止無(wú)功發(fā)生器

產(chǎn)品中心/ Product

RGCM-B軋機動(dòng)態(tài)濾波補償/h3>

產(chǎn)品描述


1450可逆軋機
 
     1450型直流可逆軋機為典型案例,針對大、中、小型冶金軋鋼企業(yè),可逆直流軋機的運行特點(diǎn)以及由于運行工藝狀況(可逆直流晶閘管調速非線(xiàn)性負荷)對電網(wǎng)造成的電網(wǎng)電壓波動(dòng),電流、電壓諧波超標嚴重,功率因數低下等電能質(zhì)量現象,并以詳細的設計數據及仿真模型,具體分析電能質(zhì)量的嚴重狀況,同時(shí)以詳實(shí)的企業(yè)運行實(shí)況,描述在可逆直流軋機非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)負荷典型工況下,諧波治理及動(dòng)態(tài)無(wú)功補償方案及實(shí)施效果。并針對企業(yè)所取得的各項經(jīng)濟效益和對社會(huì )所做的貢獻進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述。
1 概述
隨著(zhù)電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,我國的工礦企業(yè)中,電力電子器件的大量應用,可控、全控晶閘管作為主要開(kāi)關(guān)元件,電力電子器件的整流設備,變頻、逆變等非線(xiàn)性負荷設備的廣泛應用,諧波問(wèn)題亦日益廣泛的提出。諸如諧波干擾、諧波放大、無(wú)功補償失效及諧波無(wú)功電流對供電系統的影響等。上述電力電子設備是諧波產(chǎn)生的源頭。諧波電流的危害是嚴重的,主要有以下幾個(gè)方面:
?。ǎ保?諧波電流在變壓器中,產(chǎn)生附加高頻渦流鐵損,使變壓器過(guò)熱,降低了變壓器的輸出容量,使變壓器噪聲增大,嚴重影響變壓器壽命;
?。ǎ玻?諧波電流的趨膚效應使導線(xiàn)等效截面變小,增加線(xiàn)路損耗;
?。ǎ常?諧波電流使供電電壓產(chǎn)生畸變,影響電網(wǎng)上其它各種電器設備不能正常工作,導致自動(dòng)控制裝置誤動(dòng)作,儀表計量不準確;
?。ǎ矗?諧波電流對臨近的通訊設備產(chǎn)生干擾;
?。ǎ担?諧波電流使普通電容補償設備產(chǎn)生諧波放大,造成電容器及電容器回路過(guò)熱,壽命縮短,甚至損壞;
?。ǎ叮?諧波電流會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部產(chǎn)生并聯(lián)諧振和串連諧振,造成嚴重事故及不良后果。
2 工程概述
2.1簡(jiǎn)介
  工廠(chǎng)主要設備為兩臺1450可逆軋機,因采用晶閘管整流、直流可逆調速等原因造成用電諧波超標,功率因數過(guò)低,對周邊電網(wǎng)用戶(hù)造成很大諧波干擾,為此進(jìn)行設備改造以提高功率因數,治理諧波,節約能源,提高電網(wǎng)質(zhì)量,降耗增容。
該鋼業(yè)公司安裝了兩套動(dòng)態(tài)無(wú)功補償濾波裝置,安全運行個(gè)月以來(lái),得到客戶(hù)及當地供電局的高度認可系統功率因數達到0.95以上,諧波含量滿(mǎn)足要求。
2.2工程背景
該公司110KV變電站通過(guò)一臺16000KVA變壓器為兩臺1450軋機供電。
該軋機因采用晶閘管整流及直流調速等原因造成用電諧波嚴重超標,功率因數過(guò)低,給用戶(hù)造成很大的經(jīng)濟負擔,同時(shí)對周邊電網(wǎng)用戶(hù)造成很大諧波干擾,為此該公司及當地供電局決定進(jìn)行設備改造以提高功率因數,治理諧波,節約能源,提高電網(wǎng)質(zhì)量,降耗增容。
2.3工程設計概要
2.3.1軋機(1450)軋機運行主要參數
 ?。ǎ保┸垯C為長(cháng)期間斷運行,根據鋼板軋制厚度要求變速變向、變輸出功率運行,運行時(shí)間大約為1~2小時(shí)/每卷帶鋼。
 ?。ǎ玻┸垯C分為主軋機及左、右卷取機、開(kāi)卷機等系統控制,獨立運行。
主軋機整流變壓器容量為4000KVA,數量2臺,電壓比10KV/0.8KV*2,直流電動(dòng)機2000KW ,數量4臺,電樞電壓800VDC,單臺電樞電流2174A,效率92%,負荷率80%;卷取機整流變壓器容量為 3150KVA,數量2臺,電壓比10KV/0.8KV*2,直流電動(dòng)機1250KW,數量4臺,電樞電壓800VDC,單臺電樞電流1359A,效率92%,負荷率80%。
2.3.2(1450)軋機諧波測試數據
                                                      1450軋機一臺主軋電動(dòng)機電流諧波含量為例
 
表1電流諧波含量針對5、7、11、13次諧波數值

 
A相(基波1550A)
B相(基波1625A)
C相(基波1585A)
5次諧波
20.58%
318.9A
19.68%
319.8A
20.13%
319.06A
7次諧波
15.1%
235A
14.08%
228.8A
14.39%
228.08A
11次諧波
10.15%
157.32A
8.94%
145.27A
9.9%
156.9A
13次諧波
7.23%
112.06A
7.08%
115.05A
6.15%
97.47A

 
2.3.3設計補償方案計算
(以主軋機為例)
主機直流電動(dòng)機2000KW*2,電樞電壓800VDC,電樞電流2655A,效率取90%,負荷率取100%
(1)基波補償容量 
有功功率:  P=U I =3168KW
視在電流:  I =I ×0.816=2655×0.816×2=4333A
視在功率:  S = ×U ×I = ×750×4333=5628KVA
功率因數:  COSφ = P / S1=3168/5628=0.57
無(wú)功功率:   Q1= =4651KVAR
實(shí)際基波補償容量:4000KVAR
(2)諧波補償容量 Kvar  
實(shí)際諧波補償容量:3000KVAR
(3)變壓器副邊安裝容量為4500KVAR動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置補償后
補償后無(wú)功功率: Q =4651-4000=651Kvar
補償后視在功率: S = 3234kVA
補償后功率因數: COSφ =3168/3234=0.98
  通過(guò)以上計算,該軋機變壓器補償選用我公司RGCM動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補償濾波裝置:
裝置內配置多路5次濾波器和7、11、13次濾波器,在提高功率因數的同時(shí)還按標準濾除諧波電流.
通過(guò)以上仿真計算表明:5、7、11、13次諧波得到大幅度治理,使其完全符合要求。
表2補償前后主軋機功率變化對比表(軋制過(guò)程三道次實(shí)測數據)

補償前
A相(基波1550A)
B相(基波1625A)
C相(基波1585A)
國標
5次諧波
20.58%
318.9A
19.68%
319.8A
20.13%
319.06A
162A
7次諧波
15.1%
235A
14.08%
228.8A
14.39%
228.08A
115A
11次諧波
10.15%
157.32A
8.94%
145.27A
9.9%
156.9A
73A
13次諧波
7.23%
112.06A
7.08%
115.05A
6.15%
97.47A
64A
補償后
A相(基波930A)
B相(基波975A)
C相(基波951A)
注:國標值是根據實(shí)際短路容量換算后值(見(jiàn)附件二)
5次諧波
7.7%
71.6A
8.56%
83.46A
6.39%
60.76A
7次諧波
7.31%
67.8A
6.14%
59.87A
7.72%
73.4A
11次諧波
1.65%
15.34A
2.02%
19.69A
2.74%
26.05A
13次諧波
0.94%
8.7A
0.91%
8.87A
1.31%
12.45A
補償前后電流諧波對比表(以5、7、11、13次諧波為例)
 
 
補   前
補  后
備 注
主軋主機
視在功率S
2148KVA
1316KVA
 
有功功率P
1224KW
1224KW
 
無(wú)功功率Q
1765kvar
482kvar
 
功率因數
COSΦ=0.57
COSΦ=0.93
 
視在電流A
1560A
950A
 
 
 
 
 
 

                   
  通過(guò)以上數據表明;濾波裝置投入后,治理前后電流諧波下降率效果是明顯的,尤其對于5、7、11、13次諧波,針對鋼業(yè)公司選用的是6相12脈波整流變壓器,理論證明,對12脈波整流變壓器反映到一次側10KV電網(wǎng)時(shí)其5、7次電流諧波理論值應為零。只有11、13次諧波在10KV網(wǎng)側可以記錄,但從上表記錄可以看出其值已很小,同時(shí)功率因數達到0.95以上,5、7、11、13次諧波達到要求。
2.4.2  無(wú)功補償及濾波裝置投入后其經(jīng)濟效益:
(1)功率因數從小于0.57提升到0.95以上,電費由每月罰款十幾萬(wàn)變?yōu)槊吭陋剟顢登г?/div>
(2)諧波得到治理,大大減少了運行中電氣故障及電子元件的損壞。
(3)該公司16000KVA變壓器得到增容,由另一臺16000KVA變壓器所帶的負荷均轉接到同一臺變壓器上運行,該企業(yè)停掉一臺16000KVA變壓器,該變壓器每月節省占容費約24萬(wàn)元?,F轉接過(guò)來(lái)的各型軋機直流調速系統均安裝了動(dòng)態(tài)無(wú)功補償及諧波治理裝置,該裝置運行以來(lái),為客戶(hù)創(chuàng )造了相當可觀(guān)的經(jīng)濟效益。                   
2.5.1動(dòng)態(tài)無(wú)功補償工作原理
動(dòng)態(tài)無(wú)功補償濾波裝置,主要由監控終端、開(kāi)關(guān)模塊、電容器、電抗器、斷路器、機柜等構成,控制器采用前饋式檢測(三相平衡負荷、采集單相信號;三相不平衡負荷,采集三相信號),以負載的實(shí)時(shí)無(wú)功功率為投切物理量,應用瞬時(shí)無(wú)功控制理論及網(wǎng)壓支持算法,在20ms內完成信號數據采集、計算、及控制輸出;投切開(kāi)關(guān)接到投切指令后,在小于10ms內完成零電流投入,投切無(wú)涌流,對電網(wǎng)無(wú)沖擊,并且在主電路和開(kāi)關(guān)中采取措施,避免了投切電容的沖擊,使運行穩定、安全、可靠。