Reaktiv effektkompensasjon og harmonisk kontrollutstyr for metallurgisk industri

Reaktiv effektkompensasjon og harmonisk kontrollutstyr for metallurgisk industri

Som en kjernepilar i det industrielle systemet, påtar den metallurgiske industrien hovedoppdraget med metallsmelting og prosessering. Med den økende etterspørselen etter metaller i moderne industri, har metallurgiske bedrifter fortsatt å utvide sin skala, og kraft- og automatiseringsnivået til produksjonsutstyr har også blitt kontinuerlig forbedret. Imidlertid har stadig mer fremtredende problemer med strømkvaliteten fulgt - reaktiv effekttap, og harmonisk forurensning har blitt "usynlige hindringer" som begrenser den effektive, sikre og energisparende produksjonen til metallurgiske bedrifter. Derfor har implementering av effektiv reaktiv effektkompensasjon og harmonisk kontroll blitt en obligatorisk oppgave for utviklingen av høy-kvalitet i den metallurgiske industrien.

I. Kjernesmertepunkter for kraftkvalitet i metallurgisk industri

Forskjellig fra vanlige industrielle scenarier, fører kraftforbrukskarakteristikkene til metallurgiske virksomheter til kompleksiteten og alvorlighetsgraden av deres strømkvalitetsproblemer, som hovedsakelig gjenspeiles i tre kjerneaspekter:

● Først tunge og komplekse kraftbelastninger. Kjerneproduksjonsutstyret til metallurgiske bedrifter er for det meste høy-induktiv belastning, med stor kapasitet, sterk lastpåvirkning, rask start-stopp og bremsing og kontinuerlig drift. Fra høy-drift av valseverk til høy-temperatursmelting av lysbueovner, stiller hver produksjonsledd ekstremt høye krav til stabilitet i kraftnettet.

● For det andre, høy andel ikke-lineære belastninger. Med populariseringen av automatiseringsteknologi, tar metallurgiske verksteder i stor grad i bruk kraftelektronisk utstyr som DC-motorer, AC-motorer drevet av omformere, reguleringsenheter med variabel frekvenshastighet, transformatorer og reaktorer. Under drift vil dette utstyret bryte den sinusformede bølgeformen til strømnettet og bli hovedkilden til harmoniske.

● For det tredje, alvorlig forurensning av strømkvalitet. Driften av kjerneutstyr som valseverk og lysbueovner vil direkte forårsake spenningsfluktuasjoner og flimring i strømnettet, og utløse tre-ubalanse, lav effektfaktor, økt linjetap og andre problemer. Overdreven harmonisk innhold har til og med dannet "harmoniske offentlige farer", som ikke bare påvirker sikker og stabil drift av kraftsystemet, men også reduserer driftseffektiviteten og levetiden til elektrisk utstyr, og legger skjulte farer for produksjonssikkerheten.

● Derfor er løsning av problemene med reaktiv effektkompensasjon og harmonisk kontroll i metallurgiske kraftdistribusjonssystemer ikke bare nøkkelen til å sikre strømkvalitet og sikker drift av kraftsystemet, men også et viktig tiltak for å redusere energiforbruket, forbedre produksjonseffektiviteten og minimere sikkerhetsrisikoen for bedrifter.

II. Typiske belastninger i metallurgisk industri: Hovedkilder til harmoniske og reaktiv kraft

Lastegenskapene varierer sterkt i ulike ledd av metallurgisk produksjon, og strømkvalitetsproblemene forårsaket av dem har sine egne fokus. Blant dem er de tre mest representative belastningene de viktigste bidragsyterne til harmoniske og reaktiv effekt:

Typisk belastning	Kjerneegenskaper	Harmonisk generasjon	Reaktiv effektfluktuasjon	Innvirkning på strømnettet
Elektrisk lysbueovn	Ikke-lineær og forbigående buemotstand; asymmetrisk trefasebue-	Store mengder høy-overtoner (opptil 30 % av grunnbølgen)	Alvorlige svingninger	Mest alvorlig (spenningsflimmer, tre-ubalanse, negativ-sekvensstrøm)
Raffineringsovn	Stabil arbeidstilstand; ingen smelteperiode	Visse harmoniske (mindre enn lysbueovn)	Relativt stabil	Moderat (påvirker strømforsyningens kvalitet og utstyrets levetid)
Mellomfrekvensovn	Høy effektivitet; liten lastsvingning; rettings- og inversjonsprosess	Et stort antall harmoniske (generert ved likeretting og inversjon)	Lav svingning; høy effektfaktor	Moderat (forurenser strømnettet, påvirker omkringliggende utstyr)

 

1. Elektrisk lysbueovn: Som kjerneutstyr for metallurgisk smelting, er det også hovedkilden til forurensning av kraftkvalitet. Ikke-lineariteten og forbigående variasjonen av buemotstanden genererer et stort antall høy-overtoner. I mellomtiden vil den asymmetriske trefasebuen under driften av AC-lysbueovner produsere negativ-sekvensstrøm, noe som fører til tre-ubalanse i strømnettet og åpenbar spenningsflimmer, som har den mest alvorlige innvirkningen på strømnettet. I henhold til praktiske anvendelsestilfeller kan det harmoniske innholdet under drift av elektrisk lysbueovn nå mer enn 30% av grunnbølgen, noe som alvorlig forstyrrer den normale driften av strømnettet.

2. Raffineringsovn: Sammenlignet med elektriske lysbueovner er arbeidstilstanden til raffineringsovner mer stabil uten smelteperiode, og endringene i aktiv og reaktiv effekt er relativt stabile. Selv om dens innvirkning på strømnettet er mindre enn for lysbueovner, genererer den fortsatt visse harmoniske og reaktive effekttap. Ved lang-drift vil det også påvirke strømforsyningskvaliteten og utstyrets levetid, noe som ikke kan ignoreres.

3. Mellomfrekvensovn: Et høy-effektivt og energisparende-smelteutstyr som konverterer 50Hz strøm-frekvens AC til mellomfrekvenseffekt (over 300Hz) gjennom likeretting og inversjon. Den har små lastsvingninger, høy effektivitet, lav reaktiv effektsvingning og høy effektfaktor. Likerettings- og inversjonslenkene genererer imidlertid et stort antall harmoniske. Hvis det ikke kontrolleres i tide, vil det forurense strømnettet og påvirke den normale driften av utstyret rundt. For eksempel forårsaket mellomfrekvensovnen til et maskinbehandlingsanlegg en gang redusert effektivitet av elektrisk utstyr og økte strømforbrukskostnader på grunn av overdreven harmoniske.

III. Farer ved harmoniske og reaktiv kraft i metallurgiske strømforsyningssystemer

For bransjer med høy-energi-og strøm-avhengig som metallurgi, er farene forårsaket av harmoniske og reaktiv kraft systematiske, og påvirker ikke bare utstyr og strømnett, men påvirker også produksjonseffektiviteten og sikkerheten til bedrifter:

 

● Fra strømnettets perspektiv reduserer reaktivt effekttap kraftoverføringseffektiviteten, øker linje- og transformatortapene og fører til ustabil strømnettspenning. Overdreven harmoniske forvrenger spenningsbølgeformen, forårsaker tre-ubalanse og gir til og med resonans med kondensatorbanker, og utløser sikkerhetsulykker som kondensatorutbrudd. For eksempel fikk en stålbedrift en gang en nøytral linjeutbrenthet på grunn av overlagringen av den tredje harmoniske på den nøytrale linjen, noe som resulterte i et fullstendig strømbrudd på anlegget og direkte økonomisk tap på mer enn 10 millioner yuan.

● Fra utstyrsperspektiv akselererer harmoniske isolasjonsaldringen av elektrisk utstyr, forkorter levetiden til kjerneutstyr som transformatorer og motorer, og øker utstyrsfeilfrekvensen og vedlikeholdskostnadene. Transformatorkjernen genererer ytterligere tap på grunn av harmonisk virvelstrøm, med en temperaturøkning på 1,5 ganger normalverdien; kobbertapet av motorens statorviklinger øker på grunn av hudeffekten, noe som reduserer effektiviteten med 5%-10%. I mellomtiden forstyrrer harmoniske PLS-kontrollsystemer, forårsaker produksjonsdatahopp, påvirker produktkvalitetsstabiliteten og øker avvisningsfrekvensen.

● Fra bedriftens kostnadsperspektiv vil lav effektfaktor føre til bøter for effektfaktorjustering fra kraftavdelinger, og harmonisk forurensning vil øke energiforbruket og redusere produksjonseffektiviteten, og føre til betydelige økonomiske tap for bedriftene på lang sikt. Derfor er harmonisk og reaktiv effektkontroll ikke bare et krav om kostnadsreduksjon og effektivitetsforbedring, men også en bunnlinje for sikker produksjon av metallurgiske bedrifter.

IV. Målrettede løsninger: Optimal strømkvalitetskontroll for metallurgisk industri

Med sikte på smertepunktene for strømkvaliteten til metallurgisk industri og kombinert med karakteristikkene til typiske belastninger, har bransjepraksis bevist at den koordinerte kontrollen av Static Var Generator (SVG) og Active Power Filter (APF) er den mest effektive og stabile løsningen, som kan oppnå de doble målene "kompensasjon for reaktiv effekt + harmonisk filtrering" og fullstendig løse strømkvalitetsproblemer.

 

Kontrollutstyr	Kjernefunksjon	Responshastighet	Nøkkelfordel	Applikasjonseffekt
SVG	Dynamisk reaktiv effektkompensering	Mindre enn eller lik 5ms	Ingen over-kompensasjon/under-kompensasjon; stabilisere nettspenningen	Effektfaktor Større enn eller lik 0,95; spenningsflimmer effektivt kontrollert
APF	Dynamisk harmonisk filtrering	Mindre enn eller lik 10ms	Nøyaktig filtrering (2.-50. harmoniske); ingen resonans	Gjeldende forvrengningsrate Mindre enn eller lik 3,45 %; oppfyller nasjonale standarder

 

1. Statisk Var-generator (SVG): kompenserer dynamisk reaktiv effekt og stabiliserer nettspenningen

Tradisjonelle metoder for reaktiv effektkompensasjon (som tyristorsvitsjede kondensatorer, tyristorstyrte reaktorer, etc.) har problemer med lav responshastighet og enkel over-kompensasjon eller under-kompensasjon, og klarer ikke å tilpasse seg egenskapene til stor belastningspåvirkning og rask reaktiv effektfluktuasjon av metallurgisk utstyr. I motsetning til dette har SVG blitt det foretrukne utstyret for reaktiv effektkompensasjon i den metallurgiske industrien på grunn av dens dynamiske kompensasjonsfordel i sanntid-.

SVG kan oppdage reaktiv strøm i strømnettet i sanntid og raskt sende ut kompensasjonsstrøm med lik størrelse og motsatt fase til den reaktive belastningen, realisere kontinuerlig justerbar reaktiv effektkompensasjon, fullstendig eliminere over-kompensasjon og under-kompensasjon, effektivt stabilisere strømnettets spenning og undertrykke spenningsflimmer. For eksempel, i et oppussingsprosjekt for valseverk av et rustfritt stålselskap, økte utskifting av tradisjonelle MCR-kompensasjonsenheter med SVG responshastigheten fra mer enn 200 ms til innenfor 5 ms, økte effektfaktoren fra 0,85 til over 0,95, effektivt kontrollert spenningsflimmer og løste problemer som lett flimring og ujevn effekt. I tillegg kan SVG-produkter av høy-kvalitet stabilt kompensere systemeffektfaktoren til over 0,98, og effektivt frigjøre kapasiteten til transformatorer og kabler, og indirekte spare kapitalinvesteringer som kreves for utvidelse av bedriftens kapasitet.

2. Active Power Filter (APF): Filtrer harmonisk dynamisk og rens strømnettmiljøet

Utstyr som frekvensomformere, likerettere og mellomfrekvensovner i metallurgisk industri er typiske harmoniske kilder. Tradisjonelle LC-filtre kan ikke oppnå presis filtrering og er utsatt for resonans med strømnettet. Som en "harmonisk morder" kan APF målrette seg mot de harmoniske forurensningsproblemene i metallurgisk industri.

Arbeidsprinsippet er å koble APF parallelt med harmoniske-genererende belastninger. Ved å detektere den harmoniske strømmen som genereres av lasten i sanntid, kontrollerer den seg selv til å sende ut kompensasjonsstrøm med lik størrelse og motsatt fase til den harmoniske strømmen, og oppveier dermed virkningen av harmoniske på distribusjonsnettet og realiserer presis filtrering av 2. til 50. harmoniske. Etter å ha tatt i bruk APF i et smelteverk, ble den totale harmoniske strømforvrengningshastigheten på lavspenningssiden av distribusjonstransformatoren kraftig redusert, og hovedharmoniske innhold som den 5. og 7. harmoniske endret seg fra å overskride standarden til å møte nasjonale standarder. En annen prosjektdata viser at etter at APF er satt i drift, kan systemets gjeldende forvrengningshastighet reduseres fra 25,56 % til under 3,45 %, noe som forbedrer kraftnettets stabilitet.

Det er verdt å merke seg at for tøffe produksjonsmiljøer i metallurgisk industri, som metallstøv og syretåke, har SVG- og APF-utstyr med høye beskyttelsesnivåer flere fordeler, noe som muliggjør langsiktig-stabil drift i komplekse miljøer og sikrer bærekraften til kontrolleffekter.

Kraftkvalitetskontroll gir grønn og effektiv utvikling av metallurgisk industri

Den høye-kvalitetsutviklingen i den metallurgiske industrien kan ikke skilles fra stabil, effektiv og ren strømstøtte. Reaktiv effektkompensasjon og harmonisk kontroll er ikke bare nøkkelen til å løse strømkvalitetsproblemer, men også en viktig støtte for metallurgiske virksomheter for å redusere kostnader, forbedre effektiviteten, sikre sikker produksjon og oppnå grønn transformasjon.

Med den kontinuerlige oppgraderingen av kraftelektronisk teknologi har ytelsen til SVG- og APF-utstyr blitt kontinuerlig optimert, og de har blitt modent brukt i flere scenarier i metallurgisk industri - fra harmonisk kontroll av lysbueovner og raffineringsovner til reaktiv effektkompensasjon for valseverk, dette utstyret gir sterk støtte for energiforbruk for minimalt energiforbruk, reduserer energiforbruk. feil og forbedre fordelene.

I fremtiden, ettersom den metallurgiske industrien transformerer seg mot intelligens og grønnere, vil kravene til kraftkvalitet bli ytterligere forbedret. Teknologier for reaktiv kraftkompensasjon og harmonisk kontroll vil også fortsette å innovere, injisere ny drivkraft i den bærekraftige utviklingen av metallurgisk industri og hjelpe industrien med å nå utviklingsmålene om "energisparing, effektivitet og sikkerhet".

Ta kontakt nå