시멘트 공장 사례

사용자 기본정보
시멘트 공장에서는 다양한 건축용 콘크리트를 생산합니다.회사에는 3개의 생산라인이 있습니다.스위칭 전원 공급 장치는 인버터 구동 모터, 2000KVA2, 630KVA 변압기를 사용하며 각 변압기에는 하단 압력 측에 커패시터 보상 캐비닛이 장착되어 있습니다.전원 공급 시스템 다이어그램은 다음과 같습니다.

실제 운영 데이터
2000KVA 변압기용 소프트 스타터의 출력 전력은 1720KVA, 평균 역률은 PF=0.83, 작동 전류는 2500A, 전력은 530KVA630KVA 변압기, 평균 역률은 PF=0.87, 작동 전류는 770A입니다.각 변압기 아래의 무효 전력 보상 캐비닛에는 전원 트립, 커패시터 오일 누출 및 비정상적인 작동을 허용하지 않는 제어판 표시 정보가 있는 경우가 많습니다.따라서 종합 역률은 0.84에 불과하고, 무효전력 패널티는 1월 약 20,000 정도이다.그리고 생산 라인 모터와 소프트 스타터는 때때로 제조를 방해할 수 있습니다.

전력계통 상황분석
변환기 안정기의 주 부하는 6개의 단일 펄스 안정기입니다.안정기 장비는 AC를 DC로 변환하는 작업에서 많은 양의 펄스 전류를 생성합니다.이는 일반적인 펄스 전류 소스이며 전력망에 입력됩니다.고조파 전류는 전력망의 특성 임피던스에 펄스 전류 작동 전압을 발생시켜 작동 전압 및 전류의 프레임 손실을 초래하고 스위칭 전원 공급 장치의 품질 및 작동 안전을 위협하며 선로 손실 및 작동 전압 편차를 증가시키고 부정적인 영향을 미칩니다. 전력망과 발전소 자체가 영향을 미칩니다.
프로그램 컨트롤러 컴퓨터 인터페이스(PLC)는 스위칭 전원 공급 장치의 작동 전압의 고조파 왜곡에 민감합니다.일반적으로 총 펄스 전류 작동 전압 프레임 손실(THD)은 5% 미만이고 개별 펄스 전류 작동 전압이 프레임 속도가 너무 높으면 제어 시스템의 작동 오류로 인해 중단될 수 있다고 규정되어 있습니다. 생산 또는 운영으로 인해 대규모 생산 책임 사고가 발생합니다.
무효전력 보상 커패시터 뱅크를 가동하면 커패시터 뱅크의 펄스전류 특성 임피던스가 작기 때문에 커패시터 구성에 많은 양의 펄스전류가 유입되어 전류량이 급격하게 팽창하여 수명에 심각한 영향을 미치게 된다. .반면, 커패시터 뱅크의 펄스 전류 커패시터가 시스템 소프트웨어의 등가 펄스 전류 인덕터와 동일할 경우 고조파 전류(2~10배)의 증가로 인해 커패시터가 과열되어 파손될 수 있으며, 펄스 전류로 인해 출력 전력의 주파수가 변경됩니다.정현파 파형은 프레임을 벗어났기 때문에 톱니 모양의 날카로운 파동이 발생하고 절연층 재료의 부분 방전이 발생하여 절연층 재료의 취약성이 가속화되고 커패시터가 손상될 수 있습니다.따라서 커패시터 무효전력 보상 캐비닛은 인버터 전력 보상에 사용할 수 없으며, 저전압 무효전력 보상에는 펄스 전류 억제 기능이 있는 필터를 선택해야 합니다.

필터 무효전력 보상처리 방안
거버넌스 목표
필터 보상 장비의 설계는 고조파 억제 및 무효 전력 억제 관리 요구 사항을 충족합니다.
0.4KV 시스템 작동 모드에서 필터 보상 장비가 작동된 후 펄스 전류가 억제되고 월 평균 역률은 약 0.92입니다.
필터 보상 분기 회로 연결로 인한 고차 고조파 공진, 공진 과전압, 과전류가 발생하지 않습니다.
디자인은 표준을 따릅니다
전력 품질 공공 전력망 고조파 GB/T14519-1993
전원 품질 전압 변동 및 깜박임 GB12326-2000
저전압 무효 전력 보상 장치 GB/T 15576-1995의 일반 기술 조건
저전압 무효전력 보상장치 JB/T 7115-1993
무효 전력 보상 기술 조건 JB/T9663-1999 저전압 전력 및 전자 장비의 고차 고조파 전류 제한 값에서 "저전압 무효 전력 자동 보상 컨트롤러" GB/T17625.7-1998
전기 기술 용어 전력 커패시터 GB/T 2900.16-1996
저전압 션트 커패시터 GB/T 3983.1-1989
원자로 GB10229-88
반응기 IEC 289-88
저전압 무효전력 보상 컨트롤러 주문 기술 조건 DL/T597-1996
저전압 전기 인클로저 보호 등급 GB5013.1-1997
저전압 전체 개폐 장치 및 제어 장비 GB7251.1-1997

디자인의 개념
회사의 구체적인 상황에 따라 인버터 전원 공급 장치의 필터 보상에서 역률 및 펄스 전류 억제를 고려하고 필터 고장 보상 장비를 변압기의 0.4kV 하단 전압 측에 설정하여 억제할 수 있습니다. 펄스 전류를 감소시키고 역률 개선을 보상합니다.
컨버터에서 안정기는 푸리에 직렬 전류 흐름에 따라 6K-1 고급 펄스 전류를 생성한 다음 각각 약 250Hz 및 7350Hz에서 5개의 고급 펄스 전류를 생성합니다.따라서 중간주파 유도로에 대한 무효 전력 보상을 설계할 때 필터 보상 분기가 펄스 전류를 효과적으로 억제하고 동시에 무효 부하를 보상하며 역률을 향상시킬 수 있도록 250Hz 및 350Hz 부근의 주파수를 설계해야 합니다.

디자인 과제
2000kV AC 변압기의 한 쌍의 인버터 전력선의 종합 역률은 0.8에서 0.95로 보상됩니다.필터 보상 장비는 760kV의 용량을 갖추어야 하며 자동으로 8세트의 볼륨으로 변환되며, 한 세트는 변압기 하단 전압 측의 권선 보상과 협력합니다.등급 조정 작업량은 45KVAR이며, 이는 생산 라인의 다양한 전력 요구 사항을 충족할 수 있습니다.630kV 변압기 쌍 변환기 라인의 포괄적 역률이 보상되었으며 보상 범위는 0.8 ~ 0.95입니다.필터 보상 장비에는 310kV 볼륨이 장착되어야 하며 이는 자동으로 4개의 볼륨 세트로 변환되며 한 세트는 보상을 위해 변압기의 하단 전압 측에 있는 권선 저항과 협력합니다.클래스 조정 작업량은 26KVAR이며, 이는 생산 라인의 다양한 전력 요구 사항을 충족할 수 있습니다.계획 설계는 역률이 0.95를 초과하는 것을 완전히 보장합니다.

필터 보상 설치 후 효과 분석
2010년 7월 인버터 필터링 무효전력 보상장치를 설치하여 가동에 들어갔습니다.이 장치는 인버터의 부하 변화를 자동으로 추적하고 실시간으로 고차 고조파를 억제하며 무효 전력을 보상하고 역률을 향상시킵니다.세부 사항은 다음과 같습니다.

필터 보상 장치 사용 후, 필터 보상 장치 사용 후의 역률 변화 곡선은 약 0.97입니다. (필터 보상 장치를 제거하면 융기된 부분은 약 0.8이 됩니다.)

로드 작업
2000KVA 변압기에 사용되는 전류는 2500A에서 2120A로 15% 감소합니다.630KVA 변압기에 사용되는 전류는 770A에서 620A로 19% 감소합니다.보상 후 전력 손실 감소 값은 WT=ΔPd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosΦ1/cosΦ2)2]=50×{(0.85×4500)/4500}2×0.4≒34(kw·h)이다. 식에서 Pd는 변압기의 단락손실로 50KW이고, 연간 전기료 절감액은 34*20*30*10*0.7=142,800위안(하루 20시간, 월 30일 근무 기준)이다. , 연간 10개월, kWh당 0.7위안).

역률 상황
회사의 전체 전력 엔지니어링 지수는 0.8에서 0.95로 증가했으며, 월간 전력 엔지니어링 지수는 0.96~0.98을 유지하여 월 20,000위안 이상에서 월 6,000~10,000위안 이상으로 상승했습니다.
주파수 변환 필터의 저전압 무효 전력 보상은 펄스 전류를 억제하고 무효 부하를 보상하고 무효 전력 페널티 문제를 해결하며 변압기의 출력 용량을 늘리고 유효 전력 보상 손실을 줄이는 기능이 있으며, 생산량을 늘리고 회사에 이익을 가져다 줍니다. 명백한 경제적 이익이 창출되었으며 고객의 프로젝트 투자 금액은 프로젝트 투자 금액보다 1년 미만입니다.따라서 당사에서는 인버터 필터의 무효전력 보상에 매우 만족하고 있으며, 향후 일부 고객사에 소개할 예정입니다.