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金屬冶煉和化工行業應用

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引言

 我國冶金化工機械市場發展迅速,產品產出持續擴張,國家產業政策鼓勵冶金化工機械產業向高技術產品方向發展,國內企業新增投資項目投資逐漸增多。設備的利用率和供配電系統的穩定性越來越受到投資者的關注。由于電力電子元器件的大量使用,生產設備提高生產效率的同時,產生的諧波對電網造成了嚴重的污染,使供電系統穩定性降低。

因此,解決好冶金配電系統的無功補償和諧波治理問題對于保證電力系統電能質量及安全運行,提高用電設備效率等具有重要意義。

客戶關注

1)如何減少諧波對電網的影響。

2)如何保證安全生產,冶金生產設備的安全穩定可靠。

3)如何提高系統的功率因數,減少電費賬單。

4)如何減小功率損耗,降低生產成本。

冶金化工行業配電系統特點

    大型冶金化工企業低壓配電系統的負載采用變頻調速技術已成為普遍的趨勢。越來越多非線性負荷的應用導致配電系統遭受諧波污染。從諧波產生的源頭治理諧波,降低諧波含量,能夠保障生產運行的安全性和經濟性。

    冶金化工行業配電系統中的諧波,主要是由于大量采用電力電子設備而產生的。其產生諧波的主要設備有:整流鍋爐設備、機泵的變頻裝置、變電所用直流電源成套設備、新型照明燈具(節能燈、采用電子鎮流器的日光燈)等。

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冶金化工行業負荷分析

1)容量大

冶金企業的用電設備具有容量大、大部分為感性負荷、負荷沖擊大、起制動頻繁、快速性、自動化程度高、工作連續性等特點,是用電的大戶。用電設備大量使用直流電動機和變流器驅動、交流電動機變頻調速驅動、變壓器、電抗器、電力電子裝置等非線性負載。

2)電網污染嚴重,穩定性低

軋機、電弧爐、中頻爐等冶金設備使電網電壓發生波動和閃變,三相不平衡,電網功率因數低,線路損耗增加,諧波含量超標,已造成諧波公害,嚴重危害電力系統的安全運行和電氣設備的安全經濟運行。

3)諧波含量高,損耗大

變頻設備使電網中諧波過量超標、對電力系統造成以下危害:使峰值電壓過高,威脅電氣設備的絕緣安全或造成電氣設備的故障;產生渦流,使電氣設備局部過熱、噪聲加大、額外功耗加大;干擾其它電子設備,使之工作失常;由于無功電流加大,增加電能的消耗量。

4)絕緣過熱,設備壽命降低

諧波電流會使導體過載、導致過熱,發生絕緣破壞而燒毀。諧波電壓以正比于其峰值電壓的形式增強了絕緣介質的電場強度降低設備使用壽命。對高頻率諧波電流,電纜呈現集膚效應(Skineffect),使電力電纜額定載流量減少。零序(3的倍數次)諧波電流會導致三相四線系統的中性線過載、損壞。

冶金化工行業典型諧波問題及危害

1)諧波會降低設備以及電力電纜的絕緣度,威脅配電系統可靠性,甚至造成設備損壞。

2)諧波電流使線路、設備造成額外的諧波損耗。

3)諧波使無功補償裝置產生諧振風險,并降低補償電容器壽命。

4)諧波電流過大造成變壓器局部發熱嚴重,增加變壓器的損耗。

應用案例

某冶金廠一變壓器下負載主要為中頻爐。中頻爐屬于典型諧波源,產生大量諧波,造成該變壓器電容補償柜無法正常投入運行,功率因數達不到供電要求的0.9以上,每月供電部門對其進行罰款,并且變壓器溫度在夏季溫度很高,造成電能浪費,變壓器使用壽命縮短。

檢測發現,該中頻爐電壓畸變率THDU高達7.1%、電流畸變率THDI為29.1%??傊C波電流高達297.96A。

如下圖為中頻爐輸入側三相電流波形:

說明:三相電流波形畸變嚴重,諧波含量極高。

說明:注:三相電流波形已經發生嚴重畸變,從諧波電流圖可得高次的諧波含量極為豐富。嚴重超出國家標準《電能質量-公用電網諧波》(GB/T14549-1993)規定。

根據現場檢測結果和配電系統的異常狀況,選擇就地補償的治理方案,采用MUDEN  GetWave-APF系列有源電力濾波器解決了其諧波問題帶來的困擾。

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2018年9月7日 10:42
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