In modernen industriellen Energiesystemen, die weit verbreitete Verwendung von Frequenzumrichtern (VFDs), Wechselrichterausrüstung, und nichtlinearer Lasten hat die Produktionseffizienz und Energieeinsparungen deutlich verbessert. Jedoch, Diese Technologien führen auch zu starken harmonischen Verzerrungen in elektrischen Verteilungssystemen.
Branchen wie die chemische Verarbeitung, Metallurgie, Bergbau, Die Produktion von Calciumcarbid ist in hohem Maße auf leistungsstarke elektrische Geräte und wechselrichtergesteuerte Systeme angewiesen. Ohne ordnungsgemäße harmonische Kontrolle, Übermäßige Oberschwingungen können die Sicherheit des Transformators gefährden, Energiesysteme destabilisieren, Energieverluste erhöhen, und die Lebensdauer der Geräte verkürzen.
Als leitender Elektroingenieur bei CoEpower, Ich werde über ein erfolgreiches Projekt zur Harmonisierungsminderung berichten, das im Kalziumkarbidwerk Shengxiong von Xinjiang Zhongtai Chemical umgesetzt wurde. Diese Fallstudie zeigt, wie der intelligente Active Harmonic Filter von CoEpower funktioniert (Ahf) Die Technologie reduzierte die Gesamtharmonische Verzerrung effektiv von ca 35% nach unten 6%, Dadurch werden die Stromqualität und die Betriebsstabilität erheblich verbessert.
Projekthintergrund
Das Projekt Xinjiang Zhongtai Chemical Shengxiong Calciumcarbid Plant umfasst eine große Anzahl leistungsstarker Wasserpumpensysteme in Kombination mit mehreren Frequenzumrichtern zur Pumpenregelung und Prozesssteuerung.
Während die Wechselrichtertechnologie die betriebliche Flexibilität und Energieeffizienz verbessert, Der massive Einsatz von Frequenzumrichtern führte zu einer starken Oberwellenbelastung im gesamten 0,4-kV-Niederspannungsverteilungssystem des Werks.
Die übermäßigen Oberschwingungsströme verursachten mehrere große Probleme:
- Schwerwiegende Verzerrung der Stromwellenform
- Es besteht die Gefahr einer Überhitzung des Transformators
- Erhöhte Systemverluste
- Reduzierter elektrischer Wirkungsgrad
- Mögliche Fehlfunktion der Ausrüstung
- Bedenken hinsichtlich der elektrischen Sicherheit
- Instabilität im Stromverteilungsnetz
Um einen langfristig sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, Die Anlage benötigte dringend eine professionelle Lösung zur Oberschwingungskompensation.
Übersicht über das elektrische System
Der Schwerpunkt des Projekts lag auf dem 0,4-kV-Niederspannungs-Stromverteilungssystem der Wasser- und Gasabteilung der Phase II.
Installationsinformationen
Installationsort: Phase II Wasser und Gas, Abschnitt I & II Verteilerschränke
Installierte Ausrüstung: WK-400-APF44L/R Intelligent Aktive harmonische Filter
Anzahl der Einheiten: 2 Sets
Gesamte installierte Kapazität: 400A
Die APF-Systeme wurden direkt in die Niederspannungsverteilerschränke eingebaut, um eine zentrale Oberschwingungskompensation für die nachgeschalteten nichtlinearen Lasten zu gewährleisten.
Harmonische Probleme vor der Kompensation
Bevor die aktiven harmonischen Filter aktiviert wurden, Im gesamten elektrischen System wurden schwere harmonische Verzerrungen beobachtet.
Typische harmonische Eigenschaften
Die gemessene Stromwellenform zeigte ein klassisches doppelköpfiges Wellenformmuster, Dies ist ein typischer Hinweis auf eine dominante Verzerrung der 5. Harmonischen, die durch Frequenzumrichter erzeugt wird.
Die identifizierten wichtigsten harmonischen Ordnungen umfassen:
- 5te Harmonische
- 7te Harmonische
- 11te Harmonische
- 13te Harmonische
Diese Oberwellen treten häufig in industriellen Wechselrichtersystemen auf, die Gleichrichterschaltungen und nichtlineare Lasten verwenden.
Transformator #1 Ergebnisse der Harmonischenkompensation
Nachdem das CoEpower Active Harmonic Filter System aktiviert wurde, Die elektrische Leistung verbesserte sich dramatisch.
Verbesserung der Stromwellenform
Nach der Kompensation nahm die verzerrte Stromwellenform wieder eine nahezu sinusförmige Form an.
Durch die Eliminierung von Oberschwingungsströmen:
- Der Scheinstrom hat abgenommen
- Systemeffizienz verbessert
- Die Belastungsbedingungen des Transformators wurden verbessert
Die dreiphasigen RMS-Stromwerte reduzierten sich von ca. 800 A auf ca. 780 A.
THDi-Reduktionsleistung
Vor der Entschädigung
THDi ≈ 35%
Nach der Entschädigung
THDi ≈ 5.9%
Dies stellt eine erhebliche Verbesserung der gesamten Stromqualität dar.
Reduzierung des harmonischen Stroms
Die Kompensationsleistung für höhere harmonische Ordnungen war äußerst effektiv.
5Der harmonische Strom
Reduziert von 248,2 A auf 6,5 A
7Der harmonische Strom
Reduziert von 77,6 A auf 3,1 A
11Der harmonische Strom
Reduziert von 58,3 A auf 6,9 A
Das APF-System unterdrückte erfolgreich die dominanten Oberwellen niedriger Ordnung, die für die Systemverzerrung verantwortlich sind.
Transformator #2 Ergebnisse der Harmonischenkompensation
Nach der Inbetriebnahme des intelligenten Active Harmonic Filter Systems von CoEpower, Die elektrischen Verhältnisse verbesserten sich erheblich.
Wiederherstellung der aktuellen Wellenform
Das APF-System hat die verzerrte Stromwellenform effektiv gefiltert, Wiederherstellung des sinusförmigen Zustands.
Da Oberschwingungsströme eliminiert wurden:
- Der Scheinstrom hat abgenommen
- Die Betriebsbedingungen des Transformators wurden verbessert
- Elektrische Verluste wurden reduziert
Die RMS-Stromwerte sanken von etwa 1100 A auf etwa 1000 A.
Ergebnisse der THDi-Reduktion
Vor der Entschädigung
THDi ≈ 33%
Nach der Entschädigung
THDi ≈ 6%
Die Verbesserung der Stromqualität entsprach voll und ganz den Projektanforderungen.
Leistung bei der Oberwellenunterdrückung
5Der harmonische Strom
Reduziert von 308,7 A auf 45,4 A
7Der harmonische Strom
Reduziert von 93,5 A auf 15 A
Auch die 11. und 13. Oberschwingungsströme wurden deutlich reduziert.
Diese Ergebnisse belegen deutlich die Wirksamkeit der intelligenten Oberschwingungskompensationstechnologie von CoEpower.
Projektzusammenfassung
Nach der Installation der intelligenten Active Harmonic Compensation-Ausrüstung von CoEpower, Das Problem der harmonischen Verzerrung im 0,4-kV-Niederspannungsverteilungssystem des Xinjiang Zhongtai Chemical Shengxiong Calciumcarbid Plant wurde deutlich verbessert.
Das Projekt wurde erreicht:
- THDi-Reduktion von ca 35% nach unten 6%
- Erhebliche Unterdrückung des 5, 7th, 11th, und 13. Harmonische
- Verbesserte Betriebsbedingungen des Transformators
- Reduzierter Scheinstrom
- Erhöhte Sicherheit des elektrischen Systems
- Erhöhte Stabilität des Stromversorgungssystems
Der erfolgreiche Betrieb dieses Projekts ist ein weiterer Beweis für die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit der Active Harmonic Filter-Lösungen von CoEpower in Schwerindustrieanwendungen.
Abschluss
Da Industrieanlagen weiterhin umrichterbetriebene Geräte und automatisierte Systeme einsetzen, Die harmonische Verzerrung wird zu einer immer wichtigeren Herausforderung für die Netzqualität.
Diese erfolgreiche Fallstudie im Kalziumkarbidwerk Shengxiong von Xinjiang Zhongtai Chemical zeigt, wie die intelligenten aktiven Oberschwingungsfilter von CoEpower schwerwiegende Oberschwingungsprobleme effektiv lösen und die langfristige Zuverlässigkeit industrieller elektrischer Systeme verbessern können.
Durch die Reduzierung harmonischer Verzerrungen 35% nach unten 6%, Durch das Projekt wurde die Transformatorsicherheit erheblich verbessert, optimierte Stromqualität, und verbesserte Betriebsstabilität.
Wenn in Ihrer Einrichtung harmonische Verzerrungen auftreten, übermäßiger THDi, oder Probleme mit der Stromqualität, die durch nichtlineare Lasten verursacht werden, CoEpower kann maßgeschneiderte Oberschwingungsanalysen und fortschrittliche Oberschwingungsminderungslösungen anbieten, die auf Ihre Anwendung zugeschnitten sind.
Weitere Informationen zu industriellen Oberschwingungskompensationssystemen, Besuchen Sie die offizielle Website von CoEpower: https://www.coepowers.com/
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