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冶金行业中的电能质量问题解决方案

作者:商务部 来源:原创 发布于:2019-05-20 8:34:15

前言

冶金是指从矿物中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。由于冶金行业中加工工艺的特殊性(下图),生产加工设备的运行将给电力用户侧带来一系列的电能质量问题,其中功率因数低、电压波动、谐波污染等问题尤为显著,因此,冶金行业是电能质量治理的重点对象。

 

钢铁工艺流程图

本文以近期公司合作的某钢铁项目为例,简单阐述该案例中所涉及电能质量问题的检测、分析方法和解决方案,分享相关行业的电能质量治理经验。

 


一、测试

本项目以低压配电室中的2#动力柜为测量基础,其主要负载为电机、风机和照明系统,配备一台容量为3150kVa的变压器,两组进线均并联接入变压器。电容补偿柜为接触器投切开关,检测时中停运行,没有无功补偿功能,功率因数处于待补偿范围内。

2#动力柜的两组电容补偿柜的前端电能质量测试结果如表1所示。

1  2#动力柜电能质量测试结果

image.png

其中两处测试点数据实拍图如下:本次测试共有两个测试点,通过表中的测试数据可以看出,两个测试点的谐波数据基本满足 GB/14549-1993 中的谐波标准要求。但功率因数均相对较低,且2#进线柜有少量5次谐波电流。

            

1#测试点电流波形图                                    2#测试点电流波形图

 

           

1#测试点谐波电流柱状图                              2#测试点谐波电流柱状图

          

1#测试点功率和功率因数图                             2#测试点功率和功率因数图

二、分析

从以上检测数据可以看出,系统总电流较大,功率因数不达标,需要进行无功补偿,2#动力柜的2#进线柜5次谐波电流达40A可选择配置APF(有源电力滤波器)进行滤除,电能质量治理能达到更好的效果。

三、治理方案

根据上述分析结果,同考虑现场配电室的空间以及后期负载调整等问题。具体配备的抑谐式低压无功补偿装置和有源滤波器(APF)的型号和数量见表2

2  治理设备配置表

image.png

四、治理效益

1、减少谐波含量,保护用电设备,降低变压器损耗,提升供电可靠性。

2、提高系统功率因数,降低线路损耗,提升变压器质量。

3、减少控制设备和继电保护装置误动作或拒动作,提高供电的安全和可靠性。

4、补偿三相电流不平衡,减少变压器和线路的铜损以及降低中线电流,提高供电质量。

5、减小变压器的附加损耗,降低噪声,提升变压器的带载能力。

6、有源滤波器在滤除配电系统的谐波外,还可以节省5%15%电费,为客户带来节能效益。

7、补偿设备接入后,提升了变压器和配电线缆的带载能力,减少了系统在扩容方面的投入。

 




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