أخبار
تطبيق موجز لأجهزة الترشيح النشطة في أنظمة توزيع الطاقة في صناعة معالجة المياه
خلاصة: في نظام إمداد الطاقة وتوزيعها في صناعة معالجة المياه، يتم استخدام معدات التحميل مثل مراوح التهوية ومضخات الرفع ومعدات تجفيف الحمأة، مما يتسبب في قيام المحرك غير المتزامن بتوليد المزيد من الطاقة التفاعلية وعدد كبير من التوافقيات، مما يتسبب في النظام انخفاض معامل القدرة، وتسبب التوافقيات ضرراً كبيراً لأنظمة توزيع الطاقة والأحمال. وفي هذا الصدد، تحتاج صناعة معالجة المياه إلى إيلاء المزيد من الاهتمام لجودة الطاقة واستخدام أجهزة الترشيح النشطة لتصفية التوافقيات، وبالتالي توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك.
الكلمات الدالة: نظام إمدادات الطاقة وتوزيعها في صناعة معالجة المياه؛ التوافقيات. نوعية الطاقة.
1. الخصائص الرئيسية لجودة الطاقة في صناعة معالجة المياه:
1.1 تطورت صناعة معالجة المياه بشكل مطرد، وزاد بناء المصانع بشكل مطرد سنة بعد سنة؛
1.2 الأحمال مثل المحركات ومضخات المياه تعمل لفترة طويلة، وعامل الطاقة مرتفع، وتعويض الطاقة التفاعلية مستقر نسبيًا؛
1.3 المصدر التوافقي الرئيسي هو محول التردد، والمحتوى التوافقي كبير، لذا يجب تكوين معدات الترشيح النشطة للتحكم التوافقي.
2. المعدات الرئيسية في صناعة معالجة المياه
تشمل المعدات الرئيسية عالية الطاقة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في صناعة معالجة المياه مراوح التهوية، ومضخات الرفع، ومعدات تجفيف الحمأة ومعدات التجفيف الكاملة، بالإضافة إلى أنظمة تكييف الهواء الكبيرة، ومحولات التردد، ومعدات التهوية. إن آليات تحويل التردد ومكونات التحكم في هذه الأجهزة هي أحمال غير خطية نموذجية. تتدفق التوافقيات المتولدة إلى نظام توزيع الطاقة وتلوث شبكة الطاقة. ليس لها تأثير محتمل على معدات تعويض الطاقة التفاعلية فحسب، بل تؤثر أيضًا على التشغيل العادي للمعدات الكهربائية المختلفة، مما يقلل من كفاءة النظام، ويزيد من تكاليف الطاقة.
2.1 مروحة التهوية
وتتمثل المهمة الرئيسية لمروحة تهوية معالجة مياه الصرف الصحي في توفير الأكسجين لحمام السباحة. يتم استخدامه بشكل رئيسي في غرفة الحصى. يتم توصيل مروحة التهوية بالأنبوب، ومن ثم يتم توصيل الأنبوب بلوحة التهوية الموجودة أسفل خزان التهوية. تنفخ مروحة التهوية الغاز ويدخل إلى خزان التهوية لتوفير الأكسجين الكافي للأنشطة الميكروبية وتعزيز التفاعلات الكيميائية. عند تشغيل مروحة التهوية، يكون عامل الطاقة 0.8 ويبلغ معدل التشوه التوافقي الإجمالي حوالي 30%.
2.2 مضخة الرفع
مضخة الرفع عبارة عن منتج مضخة يدمج المضخة والمحرك والغلاف ونظام التحكم. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في رفع مياه الصرف الصحي إلى ارتفاع معين وجعلها تعمل وفقًا لطريقة التدفق بالجاذبية. يمكنه التحكم في حجم الماء وبالتالي التحكم في تركيز مياه الصرف الصحي في خزان التفاعل. ، عامل قدرة مضخة الرفع هو 0.75، ومعدل التشوه التوافقي ما يقرب من 30٪ إلى 40٪.
2.3 تجفيف الحمأة
تشمل طرق التجفيف بشكل أساسي التجفيف الطبيعي والجفاف الميكانيكي والتحبيب. طريقة التجفيف الطبيعية وطريقة التجفيف الميكانيكية مناسبة لحمأة الصرف الصحي. طريقة التحبيب مناسبة لتخثر وترسيب الحمأة. تنتج معدات تجفيف الحمأة بشكل رئيسي التوافقيات الخامسة والسابعة. عامل الطاقة لمعدات تجفيف الحمأة هو 0.8، ومعدل التشوه التوافقي ما يقرب من 20%.
2.4 محول التردد
تتمثل الوظيفة الرئيسية لمحول التردد في تغيير تردد وسعة مصدر طاقة محرك التيار المتردد، وبالتالي تغيير فترة المجال المغناطيسي المتحرك لتحقيق غرض التحكم بسلاسة في سرعة المحرك. إن استخدام وظيفة البدء الناعم لمحول التردد سيجعل تيار البداية يبدأ من الصفر إلى القيمة القصوى. لا يتجاوز التيار المقنن، مما يقلل من التأثير على شبكة الطاقة والمتطلبات على قدرة إمداد الطاقة، ويطيل عمر خدمة المعدات والصمامات. يجب استخدام العاكسات ذات السعة الكبيرة مع مفاعلات الخط الواردة لمنع الاضطراب وتأثير مكونات الطاقة بشكل فعال ومنع التعارض مع المرشحات النشطة لتضخيم التوافقيات. عامل الطاقة للعاكس هو 0.9، ويبلغ معدل التشوه التوافقي الإجمالي ما يقرب من 30% ~ 50%.
3. حالات وحلول جودة الطاقة في صناعة معالجة المياه
3.1 ظواهر الحوادث
يوجد محول بقدرة 2000 كيلو فولت أمبير في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في هونان. توجد خزانتان لتعويض المكثفات على جانب الجهد المنخفض للمحول. قدرة التعويض هي 1000kVar. تم تجهيز الخزانات بمفتاح قواطع، ويتم تبديل كليهما تلقائيًا. أثناء عملية التصحيح والتشغيل لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي، وجد موظفو التشغيل أن مجموعة من المكثفات والمفاعلات قد احترقت في خزانة تعويض المكثفات بغرفة توزيع الجهد المنخفض أثناء الفحص. وتم العثور على مكثفات ومفاعلات أخرى لم تتضرر وتم تشغيلها من خلال التفتيش الموقعي. وتتراوح درجات الحرارة كلها بين 80 و100 درجة مئوية، ويزداد الضجيج ودرجة حرارة المحول بشكل ملحوظ.
3.2 تحليل أسباب تلف خزانات المكثفات
1). مشاكل جودة المكونات مثل السعة والمفاعلة. الجزء الداخلي للمكثف مملوء بغراء أسود رديء يسهل توسيعه وانتفاخه عند ارتفاع درجة حرارته. المادة الخارجية مصنوعة من غلاف حديدي، وهي مناسبة للمدن الساحلية أو الأماكن التي بها نسبة عالية من الملح والضباب؛ يتكون المفاعل من قلب الألومنيوم، وتتأكسد الواجهة وتنفجر عند درجات حرارة عالية؛
2). تثبيت مشكلات الموصلات الكهربائية أثناء البناء والتركيب في الموقع. إذا كانت الواجهة فضفاضة، فسيتم تسخين نقطة الاتصال محليًا؛
3). مشكلة مطابقة المعلمة للسعة والمفاعلة. معدل التفاعل المتسلسل غير متطابق. على سبيل المثال، إذا تم استخدام مكثف بمعدل مفاعلة 7% لـ 480 فولت ومفاعل بمعدل مفاعلة 14% لـ 525 فولت، فإن عدم تطابق السعة والمفاعلة سيؤدي إلى الرنين؛
4). العوامل البيئية. مع تغير درجة الحرارة والرطوبة في البيئة في الموقع، تتغير معلمات المفاعلة السعوية، مما يؤدي إلى مشكلة انحراف المفاعلة المتسلسلة. سيحدث رنين متسلسل بين المكثفات والمواد المتفاعلة، مما يتسبب في زيادة حجم التيار والتسبب في تسخين خطير؛
5). تؤدي مشكلة الرنين المتوازي بين خزانة المكثف والحمل الناتج عن الجهد التوافقي إلى ارتفاع جهد الناقل، مما يتسبب في تلف المكثف أو حماية الجهد الزائد أو تلف معدات التحميل.
3.3 الحلول
نقطة الاختبار هي المخرج الرئيسي للمحول. وفقا لنتائج القياس الفعلي لجودة الطاقة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي، يحتوي المخرج الرئيسي للمحول على التوافقيات الخامس والسابع والحادي عشر والثالث عشر. يصل إجمالي التيار التوافقي إلى 200 أمبير، ويصل معدل التشوه التوافقي إلى 200 أمبير. 27.6%. وجد الفحص الموقعي للمكثفات والمفاعلات والأجهزة الأخرى أنها في حالة جيدة وأن معدلات المفاعلة متطابقة. تم تحليل السبب على أنه حريق في الخطوط والمعدات ناتج عن التيار التوافقي الزائد. أخيرًا، بناءً على اقتراح شركتنا، تم تركيب مرشح نشط 300 أمبير على جانب مخرج المحول.
في الوقت الحاضر، معدل التشوه التوافقي في الموقع مستقر أقل من 10%، وتعمل خزانة المكثف بثبات لفترة طويلة.
يعتمد المرشح النشط APF وضع التحكم الرقمي الكامل DSP+FPGA ويتم توصيله بالتوازي في النظام للتعويض عن التوافقيات والطاقة التفاعلية. يمكنه تعويض التوافقيات من الثاني إلى الحادي والخمسين بشكل كامل أو التعويض عن توافقيات محددة؛ يحتوي على جسر كامل للتيار الزائد، وحماية من الجهد الزائد للتيار المستمر، ووظائف الحماية من درجة الحرارة الزائدة للجهاز؛ لديها وظائف الكشف والتشغيل التلقائي، ومراقبة القياس وإعداد القيمة الثابتة؛ لديها وظائف تبديد الحرارة الذكي وتنظيم السرعة بدون خطوات. لديه وظيفة التوسع الديناميكي، ويدعم التوصيل والفصل، وسهل الاستبدال.