In che modo i mobili di compensazione industriale possono migliorare la qualità dell'energia attraverso gli accessori core?

Prefazione

Nei sistemi di distribuzione dell'energia industriale, la perdita di energia reattiva e l'inquinamento armonico sono fattori chiave che portano a un basso utilizzo di energia, una riduzione della vita delle attrezzature e l'aumento dei costi di energia. Come dispositivo principale per la gestione della qualità dell'alimentazione, le prestazioni del gabinetto della compensazione sono determinate dal coordinamento tecnico dei quattro accessori principali: Banca dei condensatori,Reattore in serie, Controller di compensazione dinamica e resistenza di scarico a prova di esplosione. Questo articolo spiegherà obiettivamente i principi tecnici, il posizionamento funzionale e la logica di integrazione del sistema di ciascun accessorio.

Posizionamento funzionale principale del sistema di compensazione

Il compito principale del gabinetto della compensazione è ottenere la correzione del fattore di potenza e la soppressione armonica della griglia elettrica. Quando il fattore di potenza è inferiore a 0,9, il tasso di perdita di linea aumenterà dell'8%-15%e allo stesso tempo innescano la multa della commissione di regolazione dell'alimentazione del dipartimento di alimentazione (circa il 3%-8%della bolletta dell'elettricità totale). Il tasso di distorsione armonica (THD) superiore al 5% causerà ulteriore riscaldamento del motore, malfunzionamento delle apparecchiature elettroniche e ridotta efficienza del trasformatore. Lo standard nazionale GB/T 15576-2020 stabilisce che il limite inferiore del fattore di potenza per gli utenti industriali è 0,9 e lo standard IEEE 519-2014 richiede che il THD sia controllato entro il 5%.

Meccanismo di comando del controller di compensazione dinamica

ILController del fattore di potenza automaticoRaccoglie la tensione della griglia e la differenza di fase di corrente in tempo reale attraverso un circuito di campionamento ad alta velocità con 128 punti/ciclo. Quando viene rilevata una fluttuazione del fattore di potenza causata da una variazione di carico improvvisa (come meno di 0,8), il suo processore di braccio incorporato completa il calcolo della trasformazione di Fourier entro 20 ms e uscite istruzioni accurate di commutazione del condensatore di potenza. La tecnologia di commutazione a incrocio zero incorporato del controller garantisce che l'azione di commutazione venga eseguita nel punto zero di tensione per evitare lo shock di corrente invocata. I requisiti dei parametri fondamentali includono: velocità di risposta ≤50ms (limite superiore standard nazionale 200ms), errore di capacità di compensazione ± 0,5 kvar. Il modulo di comunicazione 5G supporta la modifica remota delle soglie dei parametri e la ricezione di allarmi di errore.

Caratteristiche tecniche delle banche di condensatori intelligenti

Le banche dei condensatori intelligenti ottengono la correzione del fattore di potenza delle griglie elettriche fornendo potenza reattiva capacitiva. Il suo mezzo core utilizza un film in polipropilene metallizzato a 3,8 micron e utilizza la tecnologia di evaporazione di tipo diviso per controllare l'area di auto-guarigione del mezzo in 2 millimetri quadrati quando viene forato un singolo punto. Il condensatore è dotato di una struttura di rilascio di pressione. Quando la pressione all'interno del guscio raggiunge 0,12 MPa, la copertura a prova di esplosione si rompe direttamente per ottenere la protezione da allevamento della pressione. La configurazione della capacità adotta un progetto di classificazione a gradini, di solito compresi 8 gruppi di diverse unità di capacità, come 5 kvar, 10 kvar e 20 kvar, e la fase di compensazione minima è di 5 kvar. In un ambiente di rete alimentare da 380 volt, quando un 30 kvarcondensatore di potenzaLa banca è accesa per un motore con una potenza nominale di 100 kW, il fattore di potenza del sistema può essere aumentato da 0,75 a 0,94, riducendo al contempo la corrente di linea del 28,4%. Va sottolineato che la banca dei condensatori deve essere gestita in serie con un reattore a filtro, altrimenti la corrente armonica causerà il surriscaldamento e il fallimento del mezzo.

Principio di controllo armonico del reattore del filtro

Il reattore del filtro sopprime le armoniche in bande di frequenza specifiche in base alle caratteristiche della reattanza induttiva. Il design centrale utilizza un tasso di reattanza del 7% per ridurre la frequenza di risonanza a 189 Hz, evitando efficacemente la banda di frequenza armonica da 150 a 650 Hz comunemente generata dalle apparecchiature industriali. Mostra un significativo effetto di miglioramento dell'impedenza sulla quinta armonica. Ad una frequenza di 250 Hz, il valore di impedenza può raggiungere più di 33 volte quello dell'onda fondamentale, sopprimendo il tasso di distorsione armonica totale a meno dell'8%. ILReattore in serieL'avvolgimento è un cast di vuoto con resina epossidica isolante di classe B e gli strati sono isolati con materiale isolante Nomex per garantire che l'aumento della temperatura non superi 65 Kelvin; Il fusibile a temperatura Celsius di 130 gradi incorporato taglia direttamente il circuito durante il surriscaldamento. La reattanza induttiva si manifesta essenzialmente come un effetto bloccante sulle correnti armoniche ad alta frequenza e riduce contemporaneamente i componenti armonici che fluiscono attraverso il condensatore parallelo di oltre il 60%. Questo indicatore di prestazioni soddisfa le specifiche obbligatorie dello standard internazionale IEC 60076 per i reattori di potenza.

Logica operativa sicura dei resistori di scarico

I resistori di scarico sono responsabili dello scarico della tensione residua dopo la spegnimento del condensatore. Viene adottata una struttura a doppio canale con un resistore principale di 100 kilo-ohms/5 chilowatt in parallelo con un resistore di backup e la griglia di dissipazione del calore superficiale controlla la densità di potenza al di sotto di 1,5 watt/centimetro quadrato. Quando la temperatura ambiente raggiunge i 45 gradi Celsius, la ventola del flusso assiale viene attivata automaticamente per migliorare la dissipazione del calore. Il sistema può ridurre la tensione residua del condensatore a griglia da 400 volt da un picco di 565 volt a una soglia di sicurezza di 50 volt entro 3 secondi, il che soddisfa il limite superiore di 75 volt specificato nell'IEC 60831. Il dispositivo di interblocco meccanico collega automaticamente il circuito di scarico prima che la porta dell'armadio sia spinto per garantire la sicurezza del personale.

Standard di integrazione e verifica delle prestazioni del sistema

Il sistema di compensazione completo deve essere verificato attraverso una procedura di verifica a tre livelli. Durante la fase di test di fabbrica, vengono eseguiti un test di tensione di resistenza di 10 secondi a 1,25 volte la tensione nominale e 50 test di impatto di commutazione continua, con un intervallo di commutazione di non più di 2 secondi. Durante la messa in servizio in loco, il valore target del fattore di potenza deve essere impostato nell'intervallo da 0,92 a 0,98 e la soglia di protezione da sovratensione è configurata a 440 volt con una tolleranza di errore di ± 5 volt. Il monitoraggio delle operazioni richiede al sistema di soddisfare continuamente tre indicatori di base: fattore di potenza medio mensile ≥ 0,95, tasso di distorsione armonica totale ≤ 5%e tasso di fluttuazione della tensione <2%. Quando il sistema rileva che la fluttuazione del fattore di potenza supera 0,1 o il tasso di distorsione armonica totale aumenta di oltre il 2%, la configurazione della capacità del condensatore e lo stato di corrispondenza del parametro del reattore devono essere controllati immediatamente.