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某玻璃加工厂热熔炉电能质量综合治理
2020-06-03 15:24

热熔炉主要由阻性加热设备和电机构成,电机由变频器驱动,阻性加热设备为单相;电机和单相加热设备工作随机,无规律,会造成严重三相不平衡现象,降低电机效率,浪费电能;变频器为谐波源,产生大量谐波,造成电机发热和频繁损坏。使用安德利PQC电能质量综合治理装置对热熔炉进行谐波、无功、不平衡综合治理,有 效降低了电网中的谐波,保护了电机,同时补偿了无功,三相完全平衡,降低了电机和线路损耗,提高了电机效率,节约了电能。                 

一、 一次配电图


电能质量综合治理一次配电图

二、 项目现场情况描述

1、1楼共有5面配电柜,1面是进线柜,2面是电容柜,2面是馈线柜;1面馈线接照明设备,负荷很小,另一面馈线柜接到2楼配电柜,为主要负荷;

2、2楼配电柜共8路出线,全部接至热熔炉控制柜和动力柜,共12面;

3、热熔炉驱动设备为阻性加热设备和电机,共3台热熔炉,每台热熔炉由4面柜体驱动,柜体中安装有驱动电机的若干变频器和驱动阻性加热设备的若干开关;

4、阻性加热设备为单相,变频器为3相,启动电流大,工作随机,各相电流波动非常厉害(200A~800A),无规律,不同步,会造成严重的三相不平衡现象;

5、变频器运行时会产生大量的谐波电流,以5次谐波和7次谐波为主,如下图我司“电能效管理APP”所示,电流畸变率达到40%左右,电压畸变率超过了5%国标值;

电流畸变率

电压畸变率

电流畸变率

电压畸变率

 

6、由于热熔炉24小时不间断工作,且工序不变化,故电流有效值波动不大,但明显有三相不平衡现象,零线电流有效值约100A;

7、由于项目现场装有2台无功补偿设备,所以功率因数满足国家标准,平均功率因数在0.9以上,但还有优化的空间。

三相电流

功率因数

三相电流

功率因数

 

三、 电能质量问题的危害


1、 线缆发热,中性线电流过大,线缆烧毁;

2、 电机转速不均匀,发热严重,绝缘层击穿,效率降低,使用寿命缩短;

3、 并联电容器发热,使用寿命缩短,鼓包,漏液,甚至烧毁;

4、 功率因数不达标,无功罚款;

5、变压器过热,噪音增大,使用寿命降低;

6、供电电压过高或者过低;

7、屏幕频闪,灯光频闪,电脑死机;

8、继电保护装置误动作,电度计量仪表有误差;

9、精密仪器无法正常使用,控制板烧毁;

 

四、 提高电能质量能带来哪些收益


1、三相平衡

●减小中性线电流,避免火灾事故;

●降低变压器损耗,减少线损;

●平衡三相电压,避免设备无法启动或者烧坏设备;

2、谐波治理

●减少变压器和电缆的额外损耗,降低发热,提高输配电效率,节约电能;

●避免谐振,保证无功补偿设备和其他设备安全运行;

●避免电路保护设备误动作以及电度计量仪表计量误差;

3、无功补偿

●提高功率因数,避免无功罚款,并可最大限度的争取国家电费奖励;

●提高供电电压的稳定性,减少电压不平衡;

●降低线损,节能降耗;

 

五、治理方案


1、经现场考察,2楼配电柜每一相电流表指针摆幅非常大,在200A到800A之间来回摆动,摆动周期短,且不同步,会造成严重的三相不平衡现象,根据实际情况设定瞬时电流:A相200A,B相200A,C相800A,此情况需要400A容量的三相不平衡设备进行治理;

2、根据曲线数据计算,变频器运行时产生的谐波电流约150A,需要谐波治理设备进行治理;

3、现场功率因数可达0.9以上,但还可以使用无功补偿装置继续优化;

4、综上所述,此现场建议用安德利“PQC电能质量综合治理装置”进行治理,在补偿三相不平衡的同时,还能兼补部分谐波和无功,进行全面治理,选型如下:


名称

型号

容量

数量

安装方式

PQC电能质量综合治理装置

ADL-PQC-150-B /0.38

150A

3台

壁挂式




5、治理点和安装接线

治理点和安装接线

 

6、产品尺寸


PQC电能质量综合治理装置产品尺寸

7、产品性能说明


项目

技术参数

输入电压

380V(-20%~+20%)

电网频率

50Hz(-10%~+10%)

接线方式

三相三线/三相四线

电路拓扑

三电平

安装方式

抽屉式、壁挂式、柜体式、户外式

可并联台数

不限

主要功能

同时具有无功补偿、谐波治理、不平衡治理三大功能

功能可随意设置,共7个优先级可调

额定容量

模块容量:150A / 100A   / 75A / 50A / 30A

柜体容量:自由扩展

开关频率

20KHz

全响应时间

≤5ms

瞬时响应时间

≤50us

滤波范围

2~50次

滤波次数选择

2~50次任意次数可选

滤波程度

2~50次任意次数可调

目标功率因数

-1到+1连续可调

补偿后三相不平衡度

≤3%

谐波滤除率

≥97%,其中2~50次单次谐波滤除率都能达到95%以上

无功补偿率

≥99%

整机效率(设备损耗)

≥97%(≤3%)

防护等级

IP20(户外式IP44),其余IP等级可定制

设备噪声

≤55dB

人机界面

彩色液晶触摸屏

通讯接口

RS485,网口,CAN

通讯协议

Modbus

运行温度

-20℃~45℃

相对湿度

5%~95%,无凝露

自启动

支持

海拔高度

≤1500m,1500m以上按照GBT3859.2降额使用

保护功能

输入过压保护

输入欠压保护

输入缺相保护

输入频率保护

输出过流保护

IGBT过温保护

直流母线过压保护

直流母线欠压保护

风机堵转保护