การใช้งานโดยย่อของอุปกรณ์กรองแบบแอคทีฟในระบบจำหน่ายไฟฟ้าในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ

เชิงนามธรรม: ในระบบจ่ายไฟและจำหน่ายของอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ อุปกรณ์โหลด เช่น พัดลมเติมอากาศ ปั๊มยก และอุปกรณ์กำจัดตะกอนที่เกี่ยวข้อง ซึ่งทำให้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสร้างพลังงานปฏิกิริยามากขึ้นและฮาร์โมนิกจำนวนมาก ส่งผลให้ระบบ ตัวประกอบกำลังลดลง และฮาร์มอนิกส์ก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อระบบจำหน่ายไฟฟ้าและโหลด ในเรื่องนี้ อุตสาหกรรมบำบัดน้ำจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับคุณภาพไฟฟ้ามากขึ้น และใช้อุปกรณ์กรองแบบแอคทีฟเพื่อกรองฮาร์โมนิค ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานและลดการใช้พลังงาน

คำสำคัญ: ระบบจ่ายและจำหน่ายไฟฟ้าในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ ฮาร์โมนิค; คุณภาพไฟฟ้า

1. ลักษณะสำคัญของคุณภาพไฟฟ้าในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ:

1.1 อุตสาหกรรมบำบัดน้ำมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและการก่อสร้างโรงงานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทุกปี

1.2 โหลดเช่นมอเตอร์และปั๊มน้ำทำงานเป็นเวลานาน ค่าตัวประกอบกำลังสูง และการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาค่อนข้างเสถียร

1.3 แหล่งกำเนิดฮาร์มอนิกหลักคือตัวแปลงความถี่ และปริมาณฮาร์มอนิกมีขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดค่าอุปกรณ์กรองแบบแอกทีฟสำหรับการควบคุมฮาร์มอนิก

2. อุปกรณ์หลักในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ

อุปกรณ์กำลังสูงหลักในโรงบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ ได้แก่ พัดลมเติมอากาศ ปั๊มยก อุปกรณ์ขจัดตะกอน และอุปกรณ์อบแห้งแบบครบวงจร รวมถึงระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ เครื่องแปลงความถี่ และอุปกรณ์ระบายอากาศ กลไกการแปลงความถี่และส่วนประกอบควบคุมของอุปกรณ์เหล่านี้เป็นโหลดแบบไม่เชิงเส้นทั่วไป ฮาร์โมนิคสร้างกระแสไหลเข้าสู่ระบบจำหน่ายไฟฟ้า และสร้างมลพิษให้กับโครงข่ายไฟฟ้า พวกเขาไม่เพียงแต่มีผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ลดประสิทธิภาพของระบบ ต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้น

2.1 พัดลมเติมอากาศ

หน้าที่หลักของพัดลมเติมอากาศบำบัดน้ำเสียคือการจ่ายออกซิเจนให้กับสระน้ำ ส่วนใหญ่จะใช้ในห้องกรวด พัดลมเติมอากาศเชื่อมต่อกับท่อ จากนั้นต่อท่อเข้ากับแผ่นเติมอากาศที่ด้านล่างของถังเติมอากาศ พัดลมเติมอากาศเป่าแก๊ส จะเข้าสู่ถังเติมอากาศเพื่อให้ออกซิเจนเพียงพอสำหรับกิจกรรมของจุลินทรีย์และส่งเสริมปฏิกิริยาทางเคมี เมื่อเปิดพัดลมเติมอากาศ ค่ากำลังไฟฟ้าคือ 0.8 และอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกรวมเกือบ 30%

2.2 ปั้มยก

ปั๊มยกเป็นผลิตภัณฑ์ปั๊มที่รวมปั๊ม มอเตอร์ เคส และระบบควบคุมเข้าด้วยกัน หน้าที่หลักคือการยกสิ่งปฏิกูลขึ้นที่สูงและทำให้มันทำงานตามวิธีการไหลของแรงโน้มถ่วง สามารถควบคุมปริมาตรน้ำและควบคุมความเข้มข้นของน้ำเสียในถังปฏิกิริยาได้ ค่ากำลังไฟฟ้าของปั๊มยกคือ 0.75 และอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกเกือบ 30% ถึง 40%

2.3 การคายน้ำของตะกอน

วิธีการคายน้ำส่วนใหญ่รวมถึงการทำให้แห้งตามธรรมชาติ การคายน้ำเชิงกล และการทำให้เป็นเม็ด วิธีการทำให้แห้งตามธรรมชาติและวิธีการคายน้ำเชิงกลเหมาะสำหรับกากตะกอนน้ำเสีย วิธีการทำแกรนูเลชั่นเหมาะสำหรับการแข็งตัวและการตกตะกอนของตะกอน อุปกรณ์กำจัดตะกอนจะผลิตฮาร์โมนิกที่ 5 และ 7 เป็นหลัก ตัวประกอบกำลังของอุปกรณ์การคายน้ำของตะกอนคือ 0.8 และอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกเกือบ 20%

2.4 ตัวแปลงความถี่

หน้าที่หลักของตัวแปลงความถี่คือการเปลี่ยนความถี่และแอมพลิจูดของแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ AC ซึ่งจะเป็นการเปลี่ยนระยะเวลาของสนามแม่เหล็กที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ได้อย่างราบรื่น การใช้ฟังก์ชันซอฟต์สตาร์ทของตัวแปลงความถี่จะทำให้กระแสสตาร์ทสตาร์ทจากศูนย์ถึงค่าสูงสุด ไม่เกินกระแสไฟที่กำหนด ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อโครงข่ายไฟฟ้าและข้อกำหนดเกี่ยวกับความสามารถในการจ่ายไฟ และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และวาล์ว อินเวอร์เตอร์ความจุขนาดใหญ่จำเป็นต้องใช้กับเครื่องปฏิกรณ์แบบสายขาเข้าเพื่อป้องกันการรบกวนและผลกระทบของส่วนประกอบพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันความขัดแย้งกับตัวกรองแบบแอคทีฟเพื่อขยายฮาร์โมนิค ค่าตัวประกอบกำลังของอินเวอร์เตอร์คือ 0.9 และอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกรวมเกือบ 30%~ 50%

3. กรณีและวิธีแก้ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ

3.1 ปรากฏการณ์อุบัติเหตุ

มีหม้อแปลงไฟฟ้าขนาด 2,000kVA ในโรงบำบัดน้ำเสียในมณฑลหูหนาน มีตู้ชดเชยตัวเก็บประจุสองตัวที่ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง ความสามารถในการชดเชยคือ 1,000kVar ตู้มีการติดตั้งสวิตช์คอนแทคเตอร์ และทั้งสองตู้จะมีการสลับโดยอัตโนมัติ ในระหว่างกระบวนการแก้ไขจุดบกพร่องและการทำงานของโรงบำบัดน้ำเสีย เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานพบว่าชุดตัวเก็บประจุและเครื่องปฏิกรณ์ถูกเผาในตู้ชดเชยตัวเก็บประจุของห้องจ่ายแรงดันไฟฟ้าต่ำในระหว่างการตรวจสอบ ตัวเก็บประจุและเครื่องปฏิกรณ์อื่นๆ ที่ไม่ได้รับความเสียหายและถูกนำไปใช้งานถูกพบจากการตรวจสอบ ณ สถานที่จริง อุณหภูมิทั้งหมดอยู่ระหว่าง 80 ถึง 100°C และเสียงและอุณหภูมิของหม้อแปลงจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

3.2 การวิเคราะห์สาเหตุของความเสียหายต่อตู้เก็บประจุ

1). ปัญหาคุณภาพของส่วนประกอบต่างๆ เช่น ความจุและรีแอกแตนซ์ ด้านในของตัวเก็บประจุเต็มไปด้วยกาวสีดำที่ไม่ดี ซึ่งสามารถขยายและนูนได้ง่ายเมื่อถูกความร้อนสูงเกินไป วัสดุภายนอกทำจากโครงเหล็กซึ่งเหมาะสำหรับเมืองชายฝั่งทะเลหรือสถานที่ที่มีละอองเกลือและหมอกสูง เครื่องปฏิกรณ์ทำจากแกนอะลูมิเนียม และส่วนต่อประสานถูกออกซิไดซ์และระเบิดที่อุณหภูมิสูง

2). ปัญหาการยึดขั้วต่อไฟฟ้าระหว่างการก่อสร้างและการติดตั้งนอกสถานที่ หากอินเทอร์เฟซหลวม จุดเชื่อมต่อจะถูกทำให้ร้อนภายในเครื่อง

3). ปัญหาการจับคู่พารามิเตอร์ของความจุและรีแอกแตนซ์ อัตรารีแอกแทนซ์อนุกรมไม่ตรงกัน ตัวอย่างเช่น หากใช้ตัวเก็บประจุที่มีอัตรารีแอกแทนซ์ 7% สำหรับ 480V และใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่มีอัตรารีแอกแตนซ์ 14% สำหรับ 525V ความไม่ตรงกันของความจุและรีแอกแตนซ์จะนำไปสู่การเรโซแนนซ์

4). ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เมื่ออุณหภูมิและความชื้นของสภาพแวดล้อมในไซต์งานเปลี่ยนแปลง พารามิเตอร์รีแอกแทนซ์แบบคาปาซิทีฟจะเปลี่ยนไป ส่งผลให้เกิดปัญหาค่าเบี่ยงเบนอนุกรมของรีแอกแตนซ์ เสียงสะท้อนแบบอนุกรมจะเกิดขึ้นระหว่างตัวเก็บประจุและตัวทำปฏิกิริยา ส่งผลให้กระแสไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ขึ้นและทำให้เกิดความร้อนอย่างรุนแรง

5). ปัญหาเรโซแนนซ์แบบขนานระหว่างตู้ตัวเก็บประจุและโหลดที่ถูกกระตุ้นโดยแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกทำให้แรงดันไฟฟ้าของบัสเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดความเสียหายต่อตัวเก็บประจุหรือการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน หรือความเสียหายต่ออุปกรณ์โหลด

3.3 โซลูชั่น

จุดทดสอบคือทางออกหลักของหม้อแปลงไฟฟ้า ตามผลการวัดจริงของคุณภาพไฟฟ้าของโรงบำบัดน้ำเสีย ทางออกหลักของหม้อแปลงประกอบด้วยฮาร์โมนิกที่ 5, 7, 11 และ 13 กระแสฮาร์มอนิกรวมถึง 200A และอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกถึง 200A 27.6% การตรวจสอบตัวเก็บประจุ รีแอกแตนซ์ และอุปกรณ์อื่นๆ ในสถานที่พบว่าอุปกรณ์เหล่านั้นอยู่ในสภาพดีและมีอัตรารีแอกแตนซ์ตรงกัน วิเคราะห์สาเหตุว่าเป็นเพลิงไหม้ในสายและอุปกรณ์ที่เกิดจากกระแสฮาร์มอนิกมากเกินไป สุดท้ายนี้ ตามคำแนะนำของบริษัทของเรา จึงมีการติดตั้งตัวกรองแบบแอคทีฟ 300A ที่ด้านทางออกของหม้อแปลง

ปัจจุบันอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกในสถานที่มีเสถียรภาพต่ำกว่า 10% และตู้เก็บประจุทำงานได้อย่างเสถียรเป็นเวลานาน

ตัวกรองที่ใช้งาน APF ใช้โหมดควบคุมดิจิทัลเต็มรูปแบบ DSP+FPGA และเชื่อมต่อแบบขนานในระบบเพื่อชดเชยฮาร์โมนิคและกำลังรีแอกทีฟ สามารถชดเชยฮาร์โมนิคที่ 2 ถึง 51 ได้อย่างสมบูรณ์หรือชดเชยฮาร์โมนิคเฉพาะได้ มีสะพานอาร์มกระแสเกิน, การป้องกันแรงดันไฟเกิน DC และฟังก์ชั่นการป้องกันอุณหภูมิเกินของอุปกรณ์ มีฟังก์ชั่นการตรวจจับและการทำงานอัตโนมัติ การตรวจสอบการวัด และการตั้งค่าคงที่ มีฟังก์ชั่นการกระจายความร้อนอัจฉริยะและการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอน มีฟังก์ชั่นการขยายแบบไดนามิก รองรับการเสียบและถอดปลั๊ก และเปลี่ยนได้ง่าย