Aplikasi ringkas peranti penapisan aktif dalam sistem pengagihan kuasa dalam industri rawatan air

Abstrak: Dalam sistem bekalan kuasa dan pengagihan industri rawatan air, peralatan beban seperti kipas pengudaraan, pam angkat, dan peralatan penyahhidratan enapcemar terlibat, yang menyebabkan motor tak segerak menjana lebih banyak kuasa reaktif dan sejumlah besar harmonik, menyebabkan sistem faktor kuasa berkurangan, dan Harmonik menyebabkan kemudaratan besar kepada sistem pengagihan kuasa dan beban. Dalam hal ini, industri rawatan air perlu memberi lebih perhatian kepada kualiti kuasa dan menggunakan peranti penapisan aktif untuk menapis harmonik, dengan itu menjimatkan tenaga dan mengurangkan penggunaan.

Kata kunci: bekalan kuasa dan sistem pengagihan dalam industri rawatan air; harmonik; kualiti kuasa.

1. Ciri-ciri utama kualiti kuasa dalam industri rawatan air:

1.1 Industri rawatan air telah berkembang dengan mantap, dan pembinaan loji terus meningkat dari tahun ke tahun;

1.2 Beban seperti motor dan pam air berfungsi untuk masa yang lama, faktor kuasa adalah tinggi, dan pampasan kuasa reaktif adalah agak stabil;

1.3 Sumber harmonik utama ialah penukar frekuensi, dan kandungan harmonik adalah besar, jadi peralatan penapisan aktif perlu dikonfigurasikan untuk kawalan harmonik.

2. Peralatan utama dalam industri rawatan air

Peralatan kuasa tinggi utama dalam loji rawatan kumbahan dalam industri rawatan air termasuk kipas pengudaraan, pam lif, peralatan dehidrasi enapcemar dan peralatan pengeringan lengkap, serta sistem penghawa dingin yang besar, penukar frekuensi dan peralatan pengudaraan. Mekanisme penukaran frekuensi dan komponen kawalan peranti ini adalah beban tak linear biasa. Harmonik menghasilkan aliran ke dalam sistem pengagihan kuasa dan mencemarkan grid kuasa. Mereka bukan sahaja mempunyai kesan yang berpotensi pada peralatan pampasan kuasa reaktif, tetapi juga menjejaskan operasi biasa pelbagai peralatan elektrik, mengurangkan kecekapan Sistem, meningkatkan kos kuasa.

2.1 Kipas pengudaraan

Fungsi utama kipas pengudaraan rawatan kumbahan adalah untuk membekalkan oksigen ke kolam. Ia digunakan terutamanya dalam kebuk pasir. Kipas pengudaraan disambungkan ke paip, dan kemudian paip disambungkan ke plat pengudaraan di bahagian bawah tangki pengudaraan. Kipas pengudaraan meniup gas Ia memasuki tangki pengudaraan untuk menyediakan oksigen yang mencukupi untuk aktiviti mikrob dan menggalakkan tindak balas kimia. Apabila kipas pengudaraan dihidupkan, faktor kuasa ialah 0.8 dan jumlah kadar herotan harmonik adalah hampir 30%.

2.2 Angkat pam

Pam angkat ialah produk pam yang menyepadukan pam, motor, selongsong dan sistem kawalan. Fungsi utamanya adalah untuk mengangkat kumbahan ke ketinggian tertentu dan menjadikannya berjalan mengikut kaedah aliran graviti. Ia boleh mengawal isipadu air dan dengan itu mengawal kepekatan kumbahan dalam tangki tindak balas. , faktor kuasa pam angkat ialah 0.75, dan kadar herotan harmonik adalah hampir 30% hingga 40%.

2.3 Dehidrasi enap cemar

Kaedah dehidrasi terutamanya termasuk pengeringan semula jadi, dehidrasi mekanikal dan granulasi. Kaedah pengeringan semula jadi dan kaedah dehidrasi mekanikal sesuai untuk enapcemar kumbahan. Kaedah granulasi sesuai untuk pembekuan dan pemendapan enap cemar. Peralatan dehidrasi enapcemar terutamanya menghasilkan harmonik ke-5 dan ke-7. Faktor kuasa peralatan dehidrasi enapcemar ialah 0.8, dan kadar herotan harmonik adalah hampir 20%.

2.4 Penukar frekuensi

Fungsi utama penukar frekuensi adalah untuk menukar frekuensi dan amplitud bekalan kuasa motor AC, dengan itu mengubah tempoh medan magnet bergeraknya untuk mencapai tujuan mengawal kelajuan motor dengan lancar. Menggunakan fungsi mula lembut penukar frekuensi akan menjadikan arus permulaan bermula dari sifar kepada nilai maksimum. Ia tidak melebihi arus undian, yang mengurangkan kesan pada grid kuasa dan keperluan pada kapasiti bekalan kuasa, dan memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan dan injap. Penyongsang berkapasiti besar perlu digunakan dengan reaktor talian masuk untuk mencegah gangguan dan kesan komponen kuasa secara berkesan dan mengelakkan konflik dengan penapis aktif untuk menguatkan harmonik. Faktor kuasa penyongsang ialah 0.9, dan jumlah kadar herotan harmonik adalah hampir 30%~ 50%.

3. Kes kualiti kuasa dan penyelesaian dalam industri rawatan air

3.1 Fenomena kemalangan

Terdapat pengubah 2000kVA di loji rawatan kumbahan di Hunan. Terdapat dua kabinet pampasan kapasitor pada bahagian voltan rendah pengubah. Kapasiti pampasan ialah 1000kVar. Kabinet dilengkapi dengan pensuisan kontaktor, dan kedua-duanya ditukar secara automatik. Semasa proses penyahpepijatan dan operasi loji rawatan kumbahan, kakitangan bertugas operasi mendapati satu set kapasitor dan reaktor telah terbakar dalam kabinet pampasan kapasitor bilik agihan voltan rendah semasa pemeriksaan. Kapasitor dan reaktor lain yang tidak rosak dan telah beroperasi ditemui melalui pemeriksaan di tapak. Suhu semuanya antara 80 dan 100°C, dan bunyi dan suhu pengubah meningkat dengan ketara.

3.2 Analisis punca kerosakan pada kabinet kapasitor

1）. Masalah kualiti komponen seperti kapasitansi dan reaktansi. Bahagian dalam kapasitor dipenuhi dengan gam hitam yang lemah, yang mudah berkembang dan membonjol apabila terlalu panas; bahan luaran diperbuat daripada selongsong besi, yang sesuai di bandar pantai atau tempat yang mempunyai semburan garam yang tinggi dan kabus; reaktor diperbuat daripada teras aluminium, dan antara muka teroksida dan meletup pada suhu tinggi;

2）. Isu pengikat penyambung elektrik semasa pembinaan dan pemasangan di tapak. Jika antara muka longgar, titik sambungan akan dipanaskan secara tempatan;

3）. Masalah padanan parameter kemuatan dan reaktans. Kadar tindak balas siri tidak sepadan. Sebagai contoh, jika kapasitor dengan kadar reaktans 7% untuk 480V dan reaktor dengan kadar reaktans 14% untuk 525V digunakan, ketidakpadanan kapasitans dan reaktans akan membawa kepada resonans;

4）. Faktor persekitaran. Apabila suhu dan kelembapan persekitaran di tapak berubah, parameter reaktans kapasitif berubah, yang membawa kepada masalah sisihan reaktans siri. Resonans siri akan berlaku di antara kapasitor dan bahan tindak balas, menyebabkan arus menjadi lebih besar dan menyebabkan pemanasan yang serius;

5）. Masalah resonans selari antara kabinet kapasitor dan beban yang dicetuskan oleh voltan harmonik menyebabkan voltan bas meningkat, menyebabkan kerosakan kapasitor atau perlindungan voltan lampau atau kerosakan pada peralatan beban.

3.3 Penyelesaian

Titik ujian ialah alur keluar utama pengubah. Mengikut keputusan pengukuran sebenar kualiti kuasa loji rawatan kumbahan, alur keluar utama pengubah mengandungi harmonik ke-5, ke-7, ke-11 dan ke-13. Jumlah arus harmonik mencapai 200A, dan kadar herotan harmonik mencapai 200A. 27.6%. Pemeriksaan di tapak bagi kapasitor, reaktans dan peranti lain mendapati ia berada dalam keadaan baik dan kadar reaktans sepadan. Punca dianalisis adalah kebakaran pada talian dan peralatan yang disebabkan oleh arus harmonik yang berlebihan. Akhirnya, atas cadangan syarikat kami, penapis aktif 300A telah dipasang pada bahagian saluran keluar pengubah.

Pada masa ini, kadar herotan harmonik di tapak adalah stabil di bawah 10%, dan kabinet kapasitor beroperasi dengan stabil untuk masa yang lama.

Penapis aktif APF menggunakan mod kawalan digital penuh DSP+FPGA dan disambung secara selari dalam sistem untuk mengimbangi harmonik dan kuasa reaktif. Ia boleh mengimbangi sepenuhnya harmonik ke-2 hingga ke-51 atau mengimbangi harmonik tertentu; ia mempunyai lebihan arus lengan jambatan yang lengkap, perlindungan lebihan voltan DC, dan fungsi perlindungan lebih suhu peranti; ia mempunyai fungsi pengesanan dan operasi automatik, pemantauan pengukuran dan tetapan nilai tetap; ia mempunyai fungsi pelesapan haba pintar dan peraturan kelajuan tanpa langkah; ia mempunyai fungsi pengembangan dinamik, menyokong palam dan cabut plag, dan mudah diganti .