En los sistemas de energía industriales modernos., El uso generalizado de variadores de frecuencia. (VFDS), equipo inversor, y cargas no lineales ha mejorado significativamente la eficiencia de producción y el ahorro de energía. Sin embargo, Estas tecnologías también introducen una severa distorsión armónica en los sistemas de distribución eléctrica..
Industrias como el procesamiento químico., metalurgia, minería, y la producción de carburo de calcio depende en gran medida de equipos eléctricos de alta potencia y sistemas controlados por inversores.. Sin control armónico adecuado, Los armónicos excesivos pueden amenazar la seguridad del transformador., desestabilizar los sistemas de energía, aumentar las pérdidas de energía, y acortar la vida útil del equipo.
Como ingeniero eléctrico senior en CoEpower, Compartiré un proyecto exitoso de mitigación de armónicos implementado en la planta de carburo de calcio de Xinjiang Zhongtai Chemical Shengxiong. Este estudio de caso demuestra cómo el filtro armónico activo inteligente de CoEpower (AHF) La tecnología redujo efectivamente la distorsión armónica total de aproximadamente 35% a abajo 6%, mejorando enormemente la calidad de la energía y la estabilidad operativa.
Antecedentes de proyectos
El proyecto de la planta de carburo de calcio Shengxiong de Xinjiang Zhongtai Chemical incluye una gran cantidad de sistemas de bombas de agua de alta potencia combinados con múltiples convertidores de frecuencia utilizados para la regulación de bombas y el control de procesos..
Mientras que la tecnología de inversor mejora la flexibilidad operativa y la eficiencia energética, El uso masivo de convertidores de frecuencia generó una grave contaminación armónica en todo el sistema de distribución de baja tensión de 0,4 kV de la planta..
Las corrientes armónicas excesivas causaron varios problemas importantes.:
- Distorsión grave de la forma de onda de la corriente
- Riesgos de sobrecalentamiento del transformador
- Aumento de las pérdidas del sistema.
- Eficiencia eléctrica reducida
- Posible mal funcionamiento del equipo
- Preocupaciones de seguridad eléctrica
- Inestabilidad en la red de distribución de energía.
Para garantizar un funcionamiento seguro y fiable a largo plazo, la planta necesitaba urgentemente una solución profesional de compensación de armónicos.
Descripción general del sistema eléctrico
El proyecto se centró en el sistema de distribución de energía eléctrica en baja tensión de 0,4kV del Tramo de Agua y Gas Fase II.
Información de instalación
Ubicación de instalación: Fase II Agua y Gas Tramo I & II Gabinetes de Distribución
Equipo instalado: WK-400-APF44L/R Inteligente Filtros armónicos activos
Número de unidades: 2 Conjuntos
Capacidad instalada total: 400A
Los sistemas APF se instalaron directamente en los gabinetes de distribución de bajo voltaje para proporcionar compensación armónica centralizada para las cargas no lineales aguas abajo..
Problemas armónicos antes de la compensación
Antes de que se activaran los filtros armónicos activos, Se observó una distorsión armónica severa en todo el sistema eléctrico..
Características armónicas típicas
La forma de onda de corriente medida mostró un patrón clásico de forma de onda de dos cabezas., que es una indicación típica de distorsión dominante del quinto armónico generada por los convertidores de frecuencia.
Los principales órdenes armónicos identificados incluyeron:
- 5º armónico
- 7º armónico
- 11º armónico
- 13º armónico
Estos armónicos son comunes en sistemas inversores industriales que utilizan circuitos rectificadores y cargas no lineales..
Transformador #1 Resultados de compensación armónica
Después de activar el sistema de filtro armónico activo CoEpower, el rendimiento eléctrico mejoró dramáticamente.
Mejora de la forma de onda actual
La forma de onda de corriente distorsionada volvió a una forma casi sinusoidal después de la compensación..
Debido a la eliminación de corrientes armónicas.:
- Corriente aparente disminuida
- Se mejoró la eficiencia del sistema
- Condiciones de carga del transformador mejoradas.
Los valores de corriente RMS trifásicos se redujeron de aproximadamente 800 A a aproximadamente 780 A..
Rendimiento de reducción de THDi
Antes de la compensación
THDi ≈ 35%
Después de la compensación
THDi ≈ 5.9%
Esto representa una mejora importante en la calidad general de la energía..
Reducción de corriente armónica
El desempeño de compensación para órdenes armónicas importantes fue altamente efectivo.
5ª corriente armónica
Reducido de 248,2A a 6,5A
7ª corriente armónica
Reducido de 77,6A a 3,1A
11ª corriente armónica
Reducido de 58,3A a 6,9A
El sistema APF suprimió con éxito los armónicos dominantes de bajo orden responsables de la distorsión del sistema..
Transformador #2 Resultados de compensación armónica
Después de la puesta en marcha del sistema inteligente de filtro activo de armónicos CoEpower, las condiciones eléctricas mejoraron sustancialmente.
Restauración de la forma de onda actual
El sistema APF filtró eficazmente la forma de onda de corriente distorsionada, restaurarlo a una condición sinusoidal.
Como se eliminaron las corrientes armónicas:
- Corriente aparente disminuida
- Mejoran las condiciones de funcionamiento del transformador
- Se redujeron las pérdidas eléctricas.
Los valores de corriente RMS disminuyeron de aproximadamente 1100 A a aproximadamente 1000 A..
Resultados de reducción de THDi
Antes de la compensación
THDi ≈ 33%
Después de la compensación
THDi ≈ 6%
La mejora de la calidad de la energía cumplió plenamente con los requisitos del proyecto..
Rendimiento de supresión armónica
5ª corriente armónica
Reducido de 308,7A a 45,4A
7ª corriente armónica
Reducido de 93,5A a 15A
Las corrientes armónicas 11 y 13 también se redujeron significativamente..
Estos resultados demuestran claramente la eficacia de la tecnología inteligente de compensación armónica de CoEpower..
Resumen del proyecto
Tras la instalación de equipos inteligentes de Compensación Activa de Armónicos CoEpower, Se mejoró significativamente el problema de distorsión armónica en el sistema de distribución de bajo voltaje de 0,4 kV de la planta de carburo de calcio Shengxiong de Xinjiang Zhongtai Chemical..
El proyecto logró:
- Reducción de THDi de aproximadamente 35% a abajo 6%
- Supresión significativa del 5to., 7th, 11th, y 13 armónicos
- Condiciones de funcionamiento mejoradas del transformador.
- Corriente aparente reducida
- Mayor seguridad del sistema eléctrico
- Mayor estabilidad del sistema de energía.
La operación exitosa de este proyecto demuestra aún más la efectividad y confiabilidad de las soluciones de filtro armónico activo CoEpower en aplicaciones industriales pesadas..
Conclusión
A medida que las instalaciones industriales continúan adoptando equipos impulsados por inversores y sistemas automatizados, La distorsión armónica se está convirtiendo en un desafío cada vez más importante para la calidad de la energía..
Este exitoso estudio de caso en la planta de carburo de calcio de Xinjiang Zhongtai Chemical Shengxiong destaca cómo los filtros armónicos activos inteligentes CoEpower pueden resolver eficazmente problemas armónicos graves y mejorar la confiabilidad a largo plazo de los sistemas eléctricos industriales..
Al reducir la distorsión armónica de 35% a abajo 6%, El proyecto mejoró significativamente la seguridad de los transformadores., calidad de energía optimizada, y estabilidad operativa mejorada.
Si sus instalaciones experimentan distorsión armónica, THDi excesivo, o problemas de calidad de la energía causados por cargas no lineales, CoEpower puede proporcionar análisis armónicos personalizados y soluciones avanzadas de mitigación de armónicos adaptadas a su aplicación..
Para más información sobre sistemas industriales de compensación de armónicos, visite el sitio web oficial de CoEpower: https://www.coepowers.com/
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