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            冶金行業中的電能質量問題解決方案

            2022-11-21 16:19:14

            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),生產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、諧波污染等問題尤為顯著,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為例,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#動力柜為測量基礎,其主要負載為電機、風機和照明系統,配備一臺容量為3150kVa的變壓器,兩組進線均并聯接入變壓器。電容補償柜為接觸器投切開關,檢測時中停運行,沒有無功補償功能,功率因數處于待補償范圍內。

            2#動力柜的兩組電容補償柜的前端電能質量測試結果如表1所示。

            1  2#動力柜電能質量測試結果

            image.png

            其中兩處測試點數據實拍圖如下:本次測試共有兩個測試點,通過表中的測試數據可以看出,兩個測試點的諧波數據基本滿足 GB/14549-1993 中的諧波標準要求。但功率因數均相對較低,且2#進線柜有少量5次諧波電流。

                        

            1#測試點電流波形圖                                    2#測試點電流波形圖

             

                       

            1#測試點諧波電流柱狀圖                              2#測試點諧波電流柱狀圖

                      

            1#測試點功率和功率因數圖                             2#測試點功率和功率因數圖

            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#動力柜的2#進線柜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后期負載調整等問題。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,為客戶帶來節能效益。

            7、補償設備接入后,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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