在一個水處理工廠裏,將失真的設備連接到備用發電機會產生幹擾電流。可以先采取臨時處理方案,然後使用有源諧波濾波器。 變頻驅動器VFD(variable frequency drive)在zai關guan鍵jian電dian機ji的de調tiao速su和he優you化hua功gong率lv消xiao耗hao方fang麵mian具ju有you許xu多duo優you點dian,但dan是shi也ye很hen容rong易yi造zao成cheng相xiang鄰lin配pei電dian係xi統tong的de諧xie波bo失shi真zhen。配pei電dian係xi統tong能neng夠gou吸xi收shou部bu分fen失shi真zhen,但dan是shi當dangVFD直接連接在發電機驅動的電路上時,產生的幹擾也可能會影響操作的可靠性。
 當額外的設備投入運行時功率消耗以明顯的幅度增加。 通常,水處理廠配備有VFD、chouyangfashengqiyijiqitakeyizaochengxieboshizhendefuzai。duoshudegongchangliyepeizhilejinjibeiyongfadianji,yibeiwaibudianyuantingzhihuofeizhengchangshiweizhongyaoshebeigongdian。zheyangdefanshentoudanhuachangshizhongguanzhuzhexiebodechangqiyingxiangxiaoguo,yijitamende938 kVA備用發電機在大型變頻泵造成諧波失真時運行是否可靠。
 而(er)工(gong)廠(chang)的(de)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)一(yi)直(zhi)擔(dan)心(xin),在(zai)應(ying)急(ji)操(cao)作(zuo)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),發(fa)電(dian)機(ji)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。為(wei)了(le)確(que)定(ding)故(gu)障(zhang)的(de)程(cheng)度(du),操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)編(bian)輯(ji)諧(xie)波(bo)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo),比(bi)較(jiao)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)和(he)使(shi)用(yong)備(bei)用(yong)發(fa)電(dian)機(ji)時(shi)的(de)失(shi)真(zhen)程(cheng)度(du),並(bing)根(gen)據(ju)測(ce)得(de)的(de)數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)工(gong)程(cheng)分(fen)析(xi)來(lai)評(ping)估(gu)諧(xie)波(bo)抑(yi)製(zhi)技(ji)術(shu)。 監控失真 施耐德電氣在工廠的配電盤進線端檢測諧波的失真情況。測試設備為一個能夠測量200多個電源係統參數的便攜式電路監控器。諧波失真的測量采用每個周期512點的采樣率進行取樣,保證第250次諧波的準確性。 負載測試表明:在當時的情況下,工廠備用發電機的負載量接近其53%的額定負載(如平均電流圖所示)。測試期間的負載峰值為403kW和431kVA。測試中的平均RMS電流表明了不同機器運行的影響。 測試過程中,當使用發電機供電時電壓略有降低,但無論是正常使用還是發電機供電都能夠維持在可被接受的穩態電壓範圍裏――480V的100%~103%。電壓失衡程度也在小於1%,在可接受的範圍內。 負載測試表明負載最少時功率因數最低,所有設備同時運行時功率因數最高(如功率因數圖所示)。由於諧波固有的功率因數改進特征,使得常規的諧波濾波器很難削弱此電路上的諧波。 負載測試也表明480 V總線上的電壓失真幅度在正常使用時最高峰值可達大約6.5%,在使用備用發電機時可達大約10%(如諧波失真圖所示)。當60hp設備與250hp設備一起工作時,由於ΔY變壓器和線性反應器結合產生的消除效應,電流失真會減少。電流總需量畸變係數TDD(total demand distortion)是由80%的發電機額定電流除以諧波電流得出的,或直接取900 amps。 多大程度的失真是可以接受的? IEEE 519-1992標準《電力係統諧波控製推薦規程和要求》提供了一些關於“多大程度的諧波失真可以接受”的指導方針。最初,該標準作為推薦規程供電力使用單位及其客戶參考;現在,該標準已被廣大工廠企業作為測定現有設備諧波電流的指南性文件加以普及和使用。 對dui淡dan化hua廠chang的de正zheng常chang電dian力li使shi用yong和he備bei用yong發fa電dian機ji供gong電dian所suo進jin行xing的de測ce試shi表biao明ming,主zhu要yao的de電dian力li係xi統tong參can數shu,包bao括kuo電dian壓ya校xiao準zhun和he失shi衡heng以yi及ji電dian流liu失shi衡heng,都dou在zai可ke接jie受shou的de範fan圍wei內nei。盡jin管guan諧xie波bo失shi真zhen的de程cheng度du沒mei有you嚴yan重zhong到dao對dui工gong廠chang的de正zheng常chang生sheng產chan運yun行xing有you明ming顯xian的de影ying響xiang,進jin一yi步bu減jian弱ruo諧xie波bo仍reng然ran是shi不bu可ke忽hu略lve的de工gong作zuo。操cao作zuo員yuan關guan心xin諧xie波bo帶dai來lai的de長chang期qi影ying響xiang,而er由you於yu使shi用yong備bei用yong發fa電dian機ji時shi的de諧xie波bo常chang常chang超chao過guoIEEE 519-1992biaozhunsuoguidingdexiebofanwei,tamengengdanxinyingjicaozuoshijianyanchangdeqingkuangxiafadianjinengfouwendingkekaodijixugongzuo。ciwai,xiebojianruojishuyenengyanchangshebeishiyongshouming,zengqiangxitongdekekaoxing。 諧波限值表(如圖所示)顯示了與通常用於電力發生設備的IEEE 519-1992標biao準zhun諧xie波bo限xian值zhi比bi較jiao的de測ce試shi結jie果guo。和he演yan示shi的de一yi樣yang,在zai線xian測ce量liang的de數shu據ju超chao過guo了le這zhe個ge限xian值zhi。除chu此ci以yi外wai,施shi耐nai德de電dian氣qi還hai進jin行xing了le不bu同tong抑yi波bo技ji術shu的de計ji算suan機ji仿fang真zhen。 仿真與減弱分析 施耐德電氣通過諧波仿真可以估算不同的情況下諧波電流的減少量。如前麵所提到的,在250hp設備和60hp設備同時工作就已經獲得了第5次和7次諧波電流的諧波消除效果。係統分別要求5次諧波的電流減少27%,7次諧波的電流減少16%,盡管如此造成了總RMS電流增加了19%。最壞的情況也就是最高諧波峰值,在隻有250hp設備工作時才會出現。總體來說,有4種解決方式: 繞過一個ΔY絕緣變壓器――每個250hp設備有ΔY絕緣變壓器。繞過其中一個ΔY絕緣變壓器就能獲得不錯的效果,即減少了諧波電流失真的數量。再加上上麵提到的250hp和60hp設備同時使用的方法,減弱了第5次和7次的諧波電流。而旁通回路的第5次和7次諧波電流保持不變,一旦再運行一到兩個250hp設備,就會產生額外的消除作用。然而,這項技術僅適用於沒有更有效的解決辦法的情況下的臨時改造。
 無論是正常使用或備用發電機供電,功率因數都反映出相似的特性。94% 的全負載功率因數不允許僅僅使用一種抑製策略。
 當三個250 hp 設備運行時,諧波失真達到峰值,但是由於良好的消除效應,再增加的60 hp 設備卻減輕了失真的程度。 替換一個ΔY絕緣變壓器――一種更為有效的諧波減弱技術就是用ΔY交錯繞組變壓器取代其中一個ΔY絕緣變壓器,而非繞過它。因為諧波電流不是通過ΔY交錯繞組變壓器周相移動,所以這樣的改進也增強了第5次和7次電流的消除效應。這種方法同時也保留了諧波衰減的正麵影響。 無源諧波濾波器――可以在480V主電路安裝一個5次無源諧波濾波器,但是由於無源諧波濾波器也會增加基礎功率因數,所以這種方法並不實際。由於設備的功率因數已經很高(全負載時可達94%),在工廠沒有達到最先進的功率因數的情況下,係統無法容忍更多的負荷。 有源諧波濾波器――該廠最佳的解決方案是通過在480V主電路上安裝有源濾波器來減弱諧波電流。有源濾波器能夠測算出負載所需的諧波電流量,並且使電流產生180°dexiangweiyi。gaifangfakeyihendachengdushangjianruoxieboshizhendechengdu,tongchangbeiyongzaibixuyangezunshouxieboxianzhidechanghe。ciwai,shinaidedianqituijiananzhuangxianchanggonglvjiankongshebei,congerkeyigenzongxieboshizhenzhongdeshebeixingneng、電壓質量、幹擾和費用的情況。 過渡性的和永久的解決方案 通(tong)過(guo)臨(lin)時(shi)設(she)置(zhi)旁(pang)路(lu)繞(rao)過(guo)絕(jue)緣(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi),從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)諧(xie)波(bo)消(xiao)除(chu),工(gong)廠(chang)降(jiang)低(di)了(le)諧(xie)波(bo)的(de)失(shi)真(zhen)程(cheng)度(du)。這(zhe)一(yi)非(fei)常(chang)規(gui)的(de)手(shou)段(duan)幫(bang)助(zhu)工(gong)廠(chang)度(du)過(guo)了(le)整(zheng)個(ge)夏(xia)季(ji)運(yun)行(xing)高(gao)峰(feng)。之(zhi)後(hou),工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)在(zai)主(zhu)配(pei)電(dian)盤(pan)上(shang)安(an)裝(zhuang)了(le)有(you)源(yuan)諧(xie)波(bo)濾(lv)波(bo)器(qi)。該(gai)設(she)備(bei)最(zui)終(zhong)消(xiao)除(chu)了(le)諧(xie)波(bo)失(shi)真(zhen)的(de)影(ying)響(xiang)。安(an)裝(zhuang)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)後(hou)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)電(dian)流(liu)失(shi)真(zhen)低(di)於(yu)8%,電壓失真低於2%。 |