Suodattimen kompensointilaitteen toimintaperiaate. Suodattimen kompensointilaitteet (FKU). Ukrmf:n tekniset ominaisuudet

Suodattimen kompensointilaitteet ovat huipputeknisiä laitteita virtaparametrien harmonisten vääristymien estämiseen teollisuusjärjestelmissä ja voimalinjoissa. Tällaisten laitteiden käyttö mahdollistaa sähköverkon parametrien stabiloinnin, kalliiden laitteiden suojaamisen jännitepiikeiltä ja toimitetun resurssin laadun parantamisen. Estämällä korkeamman asteen harmonisten muodostumisen suodattimen kompensointiyksiköt lisäävät sähköverkkojen kapasiteettia. Epälineaarisen vääristymän kerroin pienenee, mikä mahdollistaa sähköjärjestelmien huoltokustannusten pienentämisen suuruusluokkaa.

Megavar-yhtiö on työskennellyt menestyksekkäästi tällä alalla jo pitkään. Suunnittelemme ja valmistamme kaikentasoisia laitteita. Tuotannon tarpeista riippuen valitsemme ja myymme sopivimmatrit. Suurjännitejärjestelmät ovat erityisen herkkiä epälineaarisille kuormituksille. Korkeamman asteen harmoniset tällaisten sähköverkkojen yliaallot ovat vaarallisia, koska ne voivat johtaa sähköhäviöiden lisäksi myös teollisuuslaitteiden vaurioitumiseen.

Tehokkaimman järjestelmän valitsemiseksi on tarpeen ymmärtää tuotannon organisoinnin erityispiirteet, olemassa olevien verkkojen parametrit ja arkkitehtuuri, huolehtia niiden modernisoinnista jne. Asiantuntijamme analysoivat tehtävän ja tarjoavat mahdollisimman tehokkaan asennuksen, joka täyttää täysin asiakkaan vaatimukset ja teollisuuden sähköverkkojen mahdollisuudet. Ammattilaisten neuvoja noudattamalla voit paitsi optimoida laitteistosi, myös pidentää suodattimen kompensointiyksiköiden käyttöikää.

Megavar LLC -tuotteiden edut

• Erilaisia ​​malleja. Yhtiön tuotevalikoimaan kuuluu 6,3 - 35 kV jännitteisiin suunniteltuja suodatinkompensointiyksiköitä (FCU). Valmistamme malleja, joiden kapasiteetti on 450-10 tuhatta kVar.
• Sopeutuminen ilmasto-olosuhteisiin. Kasvejamme käytetään sekä lauhkeissa että kylmissä ilmastoissa. Luettelossa esitetään ilmastoversiot U1, U3 ja HL1).
• Korkea laatu ja luotettavuus. Suodattimen kompensointilaitteiden valmistuksessa käytämme vain todistettuja komponentteja eurooppalaisilta ja kotimaisilta toimittajilta.
• Turvallisuus. Megavar LLC:n asennukset vähentävät harmonisten virtojen prosenttiosuutta turvalliselle tasolle, mikä estää hätäpysähdyksiä ja suojaa kalliita laitteita.

Suodattimen kompensointiyksiköiden "Megavar" suunnittelu

Kaikesta monimuotoisuudestaan ​​huolimatta PKU-laite on universaali. Jokaisen mallin suunnittelu sisältää: syöttökenno metallikotelossa, virtaa rajoittavat reaktorit (erillinen elementti jokaiselle vaiheelle), suurjännitekondensaattorit ja virtamuuntajat. Kenno koostuu erottimesta, ampeerimittarista ja suodatinsuojasta. Jokainen reaktori rajoittaa virtaa yhdessä vaiheessa.

Yleisessä tapauksessa PKU koostuu sarjasta rinnakkain kytkettyjä suodattimia, jotka osittain kompensoivat loistehon puutetta ja osittain paikantavat järjestelmässä esiintyvät harmoniset värähtelyt.

Ilmastointi voi sisältää elementtejä, kuten loistelamput, jauhesammuttimet, lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmät. Suodattimen kompensointilaitteiden pääparametrit näkyvät PKU:n merkinnässä. Ensin ilmoitetaan harmoninen luku (3 - 25), sitten nimellisjännite ja sitten järjestelmän loisteho (kVar). Merkinnän viimeiset 2-3 numeroa osoittavat ilmastoversion.

Missä ja miksi suodattimen kompensointiyksiköitä PKU käytetään?

Epälineaarisilla kuormituksilla (invertterit, tasasuuntaajat, muuntajat, tehoelektroniikka jne.) järjestelmissä syntyy aktiivisen energian lisäksi loisenergiaa. Ensimmäisessä tapauksessa energiaa käytetään lämmöntuotantoon, mekaaniseen työhön ja muuhun "hyödylliseen" kuormaan. Toisessa osa resurssista katoaa minnekään, se on "hyödytöntä" energiaa, joka huonontaa siirrettävän resurssin laatua. Pätö- ja loistehon suhde määrää cos ϕ tehokertoimen. Mitä korkeampi tämä indikaattori, sitä tehokkaampi järjestelmä, sitä taloudellisemmin se käyttää sähköä ja sitä turvallisempia ovat prosessit.

Suodatinkondensaattoreiden (korkea jännite) avulla voit kompensoida verkon loistehoa ja lisätä kokonaistehokerrointa. Tämä voidaan tehdä eri tavoin, mutta kondensaattoriyksiköillä on useita etuja:

• Yksinkertaisuus. Helppo asentaa, kondensaattorit eivät vaadi juuri mitään huoltoa.
• Taloudellinen. Yksittäisten elementtien alhaiset kustannukset tekevät PKU:n ostamisesta kannattavaa hankintaa kaikentasoisille organisaatioille.
• Omavaraisuus. Kondensaattoriyksiköiden toiminnan aikana aktiivinen energia pysyy muuttumattomana. PKU:t eivät lisää aktiivista kuormaa, vaan stabiloivat sitä.
• Pitkä käyttöikä. Oikealla lähestymistavalla kondensaattoriyksiköt kestävät jopa 20 vuotta.

Vaihesiirto virran ja tehon välillä johtaa harmonisten vääristymien, sähköisen melun ja resonanssiilmiöiden muodostumiseen. Hallitsemattomat kuormat heikentävät järjestelmän tehokkuutta, mikä voi johtaa häiriöihin tai hätäpysäytyksiin. Suodattimen kompensointilaitteet auttavat myös välttämään kielteisiä seurauksia. Tällaisten järjestelmien toteuttaminen lisää tehokerrointa, järjestelmän luotettavuutta, vähentää energiahäviöitä ja estää korkeampien harmonisten esiintymisen.

Tällä hetkellä useimmat teolliset ja kaupalliset kuormat ovat epälineaarisia, mikä lisää harmonisen virran tasoa pienjännitejakeluverkoissa ja koko sähkönsyöttöjärjestelmässä. Tämä ilmaistaan ​​muuntajien ylikuormituksissa, tehohäviöiden lisääntymisessä, laitteiden nopeutuneessa ikääntymisessä, suojalaitteiden väärissä hälytyksissä jne. Näin ollen virran harmonisten komponenttien tasoitus- tai kompensointilaitteet ovat yhä tärkeämpiä sekä sähkön tuottajille ja toimittajille että niiden kuluttajille.

Verkoissa, joissa on lisääntynyt epälineaaristen kuormien synnyttämien korkeampien harmonisten pitoisuus, tavanomaisten sinimuotoisille virroille ja jännitteille suunniteltujen loistehokompensointikeinojen käyttöön liittyy teknisiä vaikeuksia.

Kun kuormia on tarpeen kompensoida nopeasti muuttuvalla loisteholla, yleisesti käytetty kondensaattoripankin tehon säätö kytkemällä tai irrottamalla sen osat mekaanisilla kytkimillä osoittautuu vaikeaksi ja usein mahdottomaksi korkean hinnan, alhaisen nopeuden ja kytkinten alhainen mekaaninen lujuus sekä säätöakun tehon porrastetus. Lisäksi on mahdollista, että voi esiintyä iskukytkentäylivirtoja riippuen siitä hetkestä, jolloin kondensaattoriryhmä on kytketty syöttöverkkoon, sekä haitallinen vaikutus kondensaattoreihin virran ylikuormituksilla epälineaaristen kuormien synnyttämien korkeampien harmonisten taajuudella.

Teollisuusyritysten käytäntö osoittaa, että ei-sinimuotoisella jännitteellä toimivat kondensaattoriparket joissain tapauksissa epäonnistuvat nopeasti turpoamisen ja räjähdyksen seurauksena. Syy kondensaattoreiden tuhoutumiseen on niiden ylikuormitus suuremmilla harmonisilla virroilla, mikä johtuu yleensä siitä, että kondensaattoripankit muuttavat järjestelmien taajuusominaisuuksia ja myötävaikuttavat virran resonanssin esiintymiseen. Kun kondensaattoripankki kytketään voimakasta venttiilikuormaa syöttävän sähköaseman väyliin, akun kapasiteetin arvosta riippumatta, on aina joukko harmonisia, joissa kondensaattorit siirtyvät virran resonanssitilaan (tai sulkeutuvat). siihen) verkon induktanssilla.

Venttiilimuuntimen verkkoon tuottaman resonanssiryhmän yliaaltojen virrat syötetään suoraan kondensaattoriparistoon. Samanaikaisesti kondensaattoriryhmän kapasitanssi pienenee harmonisen luvun kasvaessa. Tämä johtaa siihen, että BC:n läpi kulkee merkittäviä resonoivien harmonisten virtoja, jotka ovat oikeassa suhteessa ensimmäiseen harmoniseen virtaan ja joskus jopa ylittävät sen. Kondensaattorien virran ylikuormitukset ovat sallittuja 30 %:iin asti, jännitteen ylikuormitukset - jopa 10 % nimellisarvoista. Itse asiassa resonanssiilmiöiden ilmaantumisen vuoksi virran ylikuormitus voi olla 400–500%, koska resonanssitaajuuksien virrat voivat merkittävästi ylittää ensimmäisen harmonisen virran.

Jotta sähköparametrit saataisiin kaikkien kohteiden verkoissa GOST:n mukaisiksi, käytetään dynaamisia suodattimen kompensointiyksiköitä - DFKU, muita nimiä:

• aktiiviset harmoniset suodattimet - AFG;
• englanninkielisessä kirjallisuudessa – AHC;
• dynaamiset loistehokompensaattorit, joissa on korkeampi harmoninen suodatintoiminto - DKRF;
• säädettävä loisteholähde - IRM).

Nämä laitteet on suunniteltu vaimentamaan yliaaltoja 25:een asti. Valikoivasti tai samanaikaisesti, käyttäjän harkinnan mukaan - loistehokompensointi ja tehokertoimen säätö.

DFKU:n toimintaperiaate

Elektroninen mittausjärjestelmä valvoo tehon aktiivisia ja loiskomponentteja mittaamalla sähköverkon hetkellisiä jännite- ja virta-arvoja. Prosessorijärjestelmä analysoi tiedot harmonisen spektrikuvion ja virransiirron vaihekulman määrittämiseksi. IGBT-pohjaisen muuntimen pulssinleveysmodulaatiosillalle syötetty pulssigeneraattori käyttää tätä tietoa tuottamaan ja toimittamaan piiriin tarkalleen harmonisen virran (amplitudin, muodon ja vaiheen suhteen), joka on tarpeen kuormituksen vääristymien kompensoimiseksi ja reaktiivinen komponentti asetettujen rajojen ulkopuolella päävirtakäyrän seuraavassa jaksossa (sinusoidi).

Ominaisuudet ja Edut

• DFCI ovat ainoita virranlaatua parantavia laitteita, jotka pystyvät automaattisesti muuttamaan omia ominaisuuksiaan verkon parametrien muuttuessa ja mukautumaan dynaamisesti kuormituksen harmonisten ja reaktiivisten komponenttien muutoksiin jokaisessa vaiheessa;
• ei ole vaaraa resonanssista minkään harmonisen taajuuden kanssa;
• laite on helppo ohjelmoida kompensoimaan vain yksittäisiä harmonisia, jotta varmistetaan maksimaalinen tehokkuus laitteen ominaisuuksien rajoissa;
• käytännössä harmoninen virta pienenee noin 90 %;
• tietyn arvon ylittävän loistehon kompensointi voidaan suorittaa prosentin kymmenesosien tarkkuudella millisekunnin nopeudella, mikä eliminoi staattisille kondensaattoriryhmille ominaisen ylikompensoinnin mahdollisuuden;
• tuote rajoittaa automaattisesti kompensointivirran enimmäisnimellisarvoonsa, joten DFCU:ta ei voida ylikuormittaa ja se jatkaa toimintaansa tässä tilassa ilman vaurioita;
• DFCU:t ovat kooltaan kompakteja verrattuna passiivisiin harmonisiin suodattimiin;
• harmonisen kompensoinnin optimoimiseksi voidaan kytkeä useita DFCI:itä eri kokoonpanoissa sekä integroidussa piirissä, jossa on passiiviset suodattimet ja muut loistehokompensointilaitteet;

DFKU:n käytön tulos

• kuormituslaitteistojen vaaditun tehokertoimen säilyttäminen tiukasti määritellyissä rajoissa;
• samanaikainen jännitteen epäsymmetrian eliminointi vaiheiden välillä;
• nollasekvenssin harmonisen virran eliminointi;
• korkeampien harmonisten koko (tai määritellyn) spektrin vaimennus;
• jännitteen laskun ja ylijännitteen kompensointi, välkkymisen vähentäminen;
• tehohäviöiden vähentäminen;
• releen suojalaitteiden väärien hälytysten poistaminen;
• energian kokonaiskustannusten aleneminen syöttö- ja jakeluverkkojen sähköhäviöiden vähentämisen vuoksi;
• aktiivisten tehohäviöiden vähentäminen tehojärjestelmän suurimmalla kuormituksella; Loistehohäviöiden vähentäminen syöttö- ja jakeluverkoissa virtakuormituksen pienentämisen vuoksi kompensoinnin avulla;
• ylimääräisen aktiivisen kuorman liittäminen tehomuuntajien ja syöttökaapeleiden osittaisen virran purkamisen vuoksi;
• vähentää jakeluverkkoelementtien (syöttöjohdot, muuntajat ja kytkinlaitteet) kuormitusta ja pidentää siten niiden käyttöikää;
• vastikään käyttöön otettujen muuntaja-asemien laitekustannusten ja syöttö- ja jakeluverkon rakentamiskustannusten aleneminen nykyisten kuormituksen pienentymisen vuoksi;
• autonomisten dieselgeneraattoreiden tehon maksimaalinen käyttö (laivaasennukset, geologisten puolueiden virransyöttö, rakennustyömaat, tutkimusporauslaitteistot jne.);
• eliminoimalla syvän jännitteen putoamisen virransyöttölinjoista etäkuluttajille ja eliminoimalla loisenergian muodostumisen verkkoon minimikuormituksen aikana;
• tarjoaa toiminnallisen tehokertoimen korjauksen laitteille, joiden kuormitukset vaihtelevat ja syöttöjännitteen stabilointia.

Design

DFKU:t valmistetaan metallisissa 19 tuuman kaapeissa (IP 21), joiden sisällä on erityiset IGBT-moduulit, indikaattori- ja ohjausmoduuli sekä kytkentäyksikkö verkkoon asentamista varten. Moduulit on varustettu pakkotuuletusjärjestelmällä, joka mahdollistaa käytön tiloissa, joiden lämpötila on +5 - +30 C.

Kuva 1. DFKU:n lohkokaavio

Tekniset tiedot

Malli

DFKU-0.4-35 U3

DFKU-0.4-75 U3

DFKU-0.4-110 U3

DFKU-0.4-150 U3

DFKU-0.4-185 U3

DFKU-0.4-225 U3

Kytkentäkaavio

4-johtoinen

Vaiheiden ja lähtöaineen harmonisten komponenttien kompensoidut virrat, A

35

75

110

150

185

225

Harmonisten komponenttien ja lähtöaineen huippuvirrat, A

50

106

155

212

262

318

Tehonkulutus, kW

300 W (H.H.) 5 % kompensoituun virtaan

Nimellisjännite, V

380±15 %

Verkkotaajuus, Hz

50/60±10 %

Kompensoitujen harmonisten lukumäärät

2…50

Esitys

alle 1 ms

Mitat (LxKxS), mm

600x820x1200

600x820x2100

600x820x2300

Paino (kg

95

115

125

240

260

280

Kaapelin sisääntulo

Alhaalla, ylhäällä

Tiedonsiirtoliittymä

RS485

Suojausaste

IP21

Ilmastollinen suorituskyky

UHL4 (+1…+30°С)

Nykyaikaisen teknologisen kehityksen myötä monet teollisuusyritykset käyttävät monia erilaisia ​​muuntimia. Toiminnan aikana nämä muuntajat luovat virta- ja jännitevärityksiä piiriin, mikä johtaa korkeampien virran harmonisten esiintymiseen verkossa.

Niiden läsnäolo verkossa heikentää sen laatua ja vaikuttaa huonosti kaikkien laitteiden toimintaan ja voi johtaa häiriöihin eri järjestelmissä. Tämä voi johtaa kuluttajien hätäpysäytyksiin ja vääriin hälytyksiin eri elektronisista laitteista ja laitteista. Myös yliaaltojen esiintyminen aiheuttaa kuumenemista sähkömoottoreissa, kaapeleissa jne. On tarpeen minimoida niiden vaikutus piiriin. Tätä tarkoitusta varten käytetään suodattimen kompensointilaitetta (FCU).

Suodattimen kompensointilaite koostuu L-C-suodattimesta, joka on säädetty tietylle verkon harmoniselle. Yleensä nämä ovat 5., 7., 11. harmoninen, voimakkaimpina harmonisina. Yritykset voivat myös usein asentaa suodattimen kompensoivia laitteita, jotka on viritetty erilaisiin harmonisiin. Alla on kaavio PKU:sta.

Suodatinta kompensoivan laitteen valitsemiseksi oikein on tutkittava, mitkä harmoniset vaikuttavat eniten verkon laatuun ja tehoon. Näiden tietojen perusteella suodatin lasketaan ja valitaan.

Niiden tärkein etu on, että ne eivät toimi vain suodattimena, vaan myös kompensoivat loistehoa. Aivan kuten ne voivat olla automaattisia ja säätää automaattisesti loistehoa.

Kun staattinen kuormitus on vallitseva (paperikone, tuuletinkuorma), käytetään säätelemättömiä PCD:itä, jotka on kytketty piiriin ja toimivat staattisessa tilassa.

Jos dynaaminen kuormitus on vallitseva (valssaamot, nostokoneet jne.), käytetään säädettäviä Kun jonkin laitteen toimintajakson päättyminen muuttuu, loistehon tasapaino muuttuu. Koska PKU ei vain kompensoi reaktiivista komponenttia, vaan toimii myös suodattimena piirissä, sen irrottaminen verkosta ei ole järkevää. Tätä varten kytke dekompensaattori, joka ylläpitää virtatasapainoa piirissä.

Suodattimen kompensointilaite on suositeltavaa asentaa jännitteillä 6 kV, 10 kV. Siitä lähtien kun pienjännitekuluttajat toimivat, pienjännitepuolelle syntyy erilainen harmonisten kirjo. Niiden kompensointi pienjännitepuolella ei ole taloudellisesti mahdollista, joten suodattimen asentaminen jokaiselle kuluttajalle on kallista. Suurjännitekuluttajat luovat pienemmän säröspektrin (3, 5, 7, 11 harmonista), joten niin teknisesti kuin taloudellisestikin tämä spektri on helpompi kompensoida 6 kV, 10 kV puolella kuin paljon laajempi spektri 0,4 kV puolella, 0,6 kV.

Ne voidaan asentaa sekä sisä- että ulkotiloihin. Ne asennetaan yleensä GPP:hen ja liitetään väyliin yksittäisen kytkimen kautta. Alla on sijoitusmenetelmät: sisällä ja ulkona:

Sisätiloissa sijoitetut kompensaattorit vaativat ilmanvaihdon. Tietyissä tapauksissa (riippuen tuotantotyypistä ja huoneen sijainnista) ilmanvaihtoon tarvitaan ilmansuodattimia. Huoneessa on säilytettävä tietty lämpötilajärjestelmä, mikä johtaa ylimääräisiin taloudellisiin kustannuksiin.

PKU:n on oltava aidattu ja siihen pääsee käsiksi vasta kondensaattorien purkamisen jälkeen. Ne on varustettava kondensaattorin jänniteantureilla käyttöhenkilöstön turvallisuuden vuoksi. Jos kondensaattoreita ei pureta sallittuun arvoon, korjaus- tai huoltotyöt ovat kiellettyjä.

Tällä hetkellä teollisuusyritykset käyttävät laajalti laitteita ja laitteita, joiden toiminta johtaa harmonisten vääristymien esiintymiseen verkossa. Tärkeimmät harmonisten säröjen lähteet ovat pehmokäynnistimet, taajuusmuuttajat, 6-12-24 pulssitasasuuntaajat, asynkroniset moottorit, hitsauslaitteet, valokaariuunit jne.

Harmonisten vääristymien esiintyminen johtaa toimintahäiriöihin telemekaniikan, viestintä- ja automaatiojärjestelmien toiminnassa, aktiivisten häviöiden lisääntymiseen kaikissa sähkölaitteiden osissa ja kyvyttömyyteen käyttää loistehon kompensointijärjestelmiä tehokkaasti.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi käytetään suodattimen kompensointiyksiköitä (FCU). PKU:iden avulla voit ratkaista kaksi ongelmaa samanaikaisesti - kompensoida loistehoa ja tarjota verkon harmonisten suodatuksen.

PKU:n sähköinen osa on symmetrinen kolmivaiheinen RLC-piiri. Koska jokainen tällainen piiri voi suodattaa vain yhden harmonisen, jolloin useiden harmonisten suodatuksen varmistamiseksi PKU koostuu yleensä useista osista, joista jokainen suodattaa yhden harmonisen ja kompensoi osan loistehovajeesta.

Voimme valmistaa PKU:ita 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 harmonisten suodattamiseen.

PKU:n tyypillinen rakenne on avoin (rungossa) tai eristetyssä säiliössä. Yrityksemme valmistamien PKU:iden maksimijännite on 220 kV, maksimiteho 6000 kvariin asti. FCU:t on varustettu suoja- ja hälytysjärjestelmillä.

Oman reaktorituotannon ansiosta voimme tarjota asiakkaillemme erittäin kompakteja PCU:ita. Tämä saavutetaan valmistamalla määritellyn kokoisia reaktoreita, tarvittaessa voidaan valmistaa monikerroksisia reaktoreita (jopa 9 kerrosta).

PKU:iden käyttöönottoa tulisi edeltää huolellinen sähkönlaatuparametrien mittaus, koska vain tässä tapauksessa on mahdollista valita laitteistojen parametrit oikein. Lisäksi on tärkeää ottaa huomioon niiden laitteiden erityispiirteet, joita käytetään yrityksessä, jossa PKU:n käyttöönottoa suunnitellaan.

Kaavio PKU:n sijoittamisesta säiliöön