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冶金行業中的電能質量問題解決方案

2021-12-22 8:34:22

商務部 原創
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前言

冶金是指從礦物中提取金屬或金屬化合物,用各種加工方法將金屬制成具有一定性能的金屬材料的過程和工藝。由于冶金行業中加工工藝的特殊性(下圖),生産加工設備的運行將給電力用戶側帶來一系列的電能質量問題,其中功率因數低、電壓波動、諧波汙染等問題尤爲顯著,因此,冶金行業是電能質量治理的重點對象。

 

鋼鐵工藝流程圖

本文以近期公司合作的某鋼鐵項目爲例,簡單闡述該案例中所涉及電能質量問題的檢測、分析方法和解決方案,分享相關行業的電能質量治理經驗。

 


一、測試

本項目以低壓配電室中的2#動力櫃爲測量基礎,其主要負載爲電機、風機和照明系統,配備一台容量爲3150kVa的變壓器,兩組進線均並聯接入變壓器。電容補償櫃爲接觸器投切開關,檢測時中停運行,沒有無功補償功能,功率因數處于待補償範圍內。

2#動力櫃的两组电容补偿柜的前端电能质量測試结果如表1所示。

1  2#动力柜电能质量測試结果

image.png

其中两处測試点数据实拍图如下:本次測試共有两个測試点,通过表中的測試数据可以看出,两个測試点的谐波数据基本滿足 GB/14549-1993 中的諧波標准要求。但功率因數均相對較低,且2#進線櫃有少量5次諧波電流。

            

1#測試点电流波形图                                    2#測試点电流波形图

 

           

1#測試点谐波电流柱状图                              2#測試点谐波电流柱状图

          

1#測試点功率和功率因数图                             2#測試点功率和功率因数图

二、分析

從以上檢測數據可以看出,系統總電流較大,功率因數不達標,需要進行無功補償,2#動力櫃的2#進線櫃5次諧波電流達40A,可選擇配置APF(有源電力濾波器)進行濾除,電能質量治理能達到更好的效果。

三、治理方案

根據上述分析結果,同考慮現場配電室的空間以及後期負載調整等問題。具體配備的抑諧式低壓無功補償裝置和有源濾波器(APF)的型號和數量見表2。

2  治理設備配置表

image.png

四、治理效益

1、減少諧波含量,保護用電設備,降低變壓器損耗,提升供電可靠性。

2、提高系統功率因數,降低線路損耗,提升變壓器質量。

3、減少控制設備和繼電保護裝置誤動作或拒動作,提高供電的安全和可靠性。

4、補償三相電流不平衡,減少變壓器和線路的銅損以及降低中線電流,提高供電質量。

5、減小變壓器的附加損耗,降低噪聲,提升變壓器的帶載能力。

6、有源濾波器在濾除配電系統的諧波外,還可以節省5%15%電費,爲客戶帶來節能效益。

7、補償設備接入後,提升了變壓器和配電線纜的帶載能力,減少了系統在擴容方面的投入。

 


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