जल उपचार उद्योग में विद्युत वितरण प्रणालियों में सक्रिय फ़िल्टरिंग उपकरणों का संक्षिप्त अनुप्रयोग

अमूर्त:जल उपचार उद्योग की बिजली आपूर्ति और वितरण प्रणाली में, वातन पंखे, लिफ्टिंग पंप और कीचड़ निर्जलीकरण उपकरण जैसे लोड उपकरण शामिल होते हैं, जिससे एसिंक्रोनस मोटर अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति और बड़ी संख्या में हार्मोनिक्स उत्पन्न करता है, जिससे सिस्टम पावर फैक्टर कम हो जाता है और हार्मोनिक्स बिजली वितरण प्रणाली और लोड को बहुत नुकसान पहुंचाते हैं। इस संबंध में, जल उपचार उद्योग को बिजली की गुणवत्ता पर अधिक ध्यान देने और हार्मोनिक्स को फ़िल्टर करने के लिए सक्रिय फ़िल्टरिंग उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता है, जिससे ऊर्जा की बचत होती है और खपत कम होती है।

कीवर्ड:जल उपचार उद्योग में विद्युत आपूर्ति और वितरण प्रणाली; हार्मोनिक्स; विद्युत गुणवत्ता।

1. जल उपचार उद्योग में बिजली की गुणवत्ता की मुख्य विशेषताएं:

1.1 जल उपचार उद्योग लगातार विकसित हुआ है, और संयंत्र निर्माण में साल दर साल लगातार वृद्धि हुई है;

1.2 मोटर और पानी पंप जैसे भार लंबे समय तक काम करते हैं, पावर फैक्टर उच्च होता है, और प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा अपेक्षाकृत स्थिर होता है;

1.3 मुख्य हार्मोनिक स्रोत आवृत्ति कनवर्टर है, और हार्मोनिक सामग्री बड़ी है, इसलिए हार्मोनिक नियंत्रण के लिए सक्रिय फ़िल्टरिंग उपकरण को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है।

2. जल उपचार उद्योग में मुख्य उपकरण

जल उपचार उद्योग में सीवेज उपचार संयंत्रों में मुख्य उच्च शक्ति वाले उपकरणों में वातन पंखे, लिफ्ट पंप, कीचड़ निर्जलीकरण उपकरण और पूर्ण सुखाने वाले उपकरण, साथ ही बड़े एयर कंडीशनिंग सिस्टम, आवृत्ति कन्वर्टर्स और वेंटिलेशन उपकरण शामिल हैं। इन उपकरणों के आवृत्ति रूपांतरण तंत्र और नियंत्रण घटक विशिष्ट गैर-रेखीय भार हैं। उत्पन्न हार्मोनिक्स बिजली वितरण प्रणाली में प्रवाहित होते हैं और बिजली ग्रिड को प्रदूषित करते हैं। इनका न केवल प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति उपकरणों पर संभावित प्रभाव पड़ता है, बल्कि विभिन्न विद्युत उपकरणों के सामान्य संचालन को भी प्रभावित करता है, जिससे सिस्टम दक्षता कम हो जाती है, बिजली की लागत बढ़ जाती है।

2.1 वातन पंखा

सीवेज ट्रीटमेंट एरेशन फैन का मुख्य कार्य पूल को ऑक्सीजन प्रदान करना है। इसका उपयोग मुख्य रूप से ग्रिट चैंबर में किया जाता है। एरेशन फैन पाइप से जुड़ा होता है, और फिर पाइप एरेशन टैंक के नीचे एरेशन प्लेट से जुड़ा होता है। एरेशन फैन गैस को उड़ाता है जो माइक्रोबियल गतिविधियों के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन प्रदान करने और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए एरेशन टैंक में प्रवेश करती है। जब एरेशन फैन चालू होता है, तो पावर फैक्टर 0.8 होता है और कुल हार्मोनिक विरूपण दर लगभग 30% होती है।

2.2 लिफ्ट पंप

लिफ्ट पंप एक पंप उत्पाद है जो एक पंप, मोटर, आवरण और नियंत्रण प्रणाली को एकीकृत करता है। इसका मुख्य कार्य सीवेज को एक निश्चित ऊंचाई तक उठाना और इसे गुरुत्वाकर्षण प्रवाह विधि के अनुसार चलाना है। यह पानी की मात्रा को नियंत्रित कर सकता है और इस तरह प्रतिक्रिया टैंक में सीवेज की सांद्रता को नियंत्रित कर सकता है। लिफ्ट पंप पावर फैक्टर 0.75 है, और हार्मोनिक विरूपण दर लगभग 30% से 40% है।

2.3 कीचड़ निर्जलीकरण

निर्जलीकरण विधियों में मुख्य रूप से प्राकृतिक सुखाने, यांत्रिक निर्जलीकरण और दानेदार बनाना शामिल हैं। प्राकृतिक सुखाने की विधि और यांत्रिक निर्जलीकरण विधि सीवेज कीचड़ के लिए उपयुक्त हैं। दानेदार बनाने की विधि कीचड़ के जमाव और अवसादन के लिए उपयुक्त है। कीचड़ निर्जलीकरण उपकरण मुख्य रूप से 5वें और 7वें हार्मोनिक्स का उत्पादन करते हैं। कीचड़ निर्जलीकरण उपकरण का पावर फैक्टर 0.8 है, और हार्मोनिक विरूपण दर लगभग 20% है।

2.4 आवृत्ति परिवर्तक

आवृत्ति कनवर्टर का मुख्य कार्य एसी मोटर की बिजली आपूर्ति की आवृत्ति और आयाम को बदलना है, जिससे मोटर की गति को सुचारू रूप से नियंत्रित करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए इसके गतिशील चुंबकीय क्षेत्र की अवधि को बदलना है। आवृत्ति कनवर्टर के सॉफ्ट स्टार्ट फ़ंक्शन का उपयोग करने से शुरुआती करंट शून्य से अधिकतम मूल्य तक शुरू हो जाएगा। यह रेटेड करंट से अधिक नहीं होता है, जो पावर ग्रिड पर प्रभाव और बिजली आपूर्ति क्षमता पर आवश्यकताओं को कम करता है, और उपकरणों और वाल्वों की सेवा जीवन को बढ़ाता है। बड़ी क्षमता वाले इनवर्टर को आने वाली लाइन रिएक्टरों के साथ प्रभावी रूप से बिजली घटकों की गड़बड़ी और प्रभाव को रोकने और हार्मोनिक्स को बढ़ाने के लिए सक्रिय फिल्टर के साथ टकराव को रोकने के लिए उपयोग करने की आवश्यकता है। इन्वर्टर का पावर फैक्टर 0.9 है, और कुल हार्मोनिक विरूपण दर लगभग 30% ~ 50% है।

3. जल उपचार उद्योग में बिजली की गुणवत्ता के मामले और समाधान

3.1 दुर्घटना संबंधी घटनाएं

हुनान में एक सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट में 2000kVA का ट्रांसफार्मर है। ट्रांसफार्मर के लो-वोल्टेज साइड पर दो कैपेसिटर क्षतिपूर्ति कैबिनेट हैं। क्षतिपूर्ति क्षमता 1000kVar है। कैबिनेट कॉन्टैक्टर स्विचिंग से लैस हैं, और दोनों स्वचालित रूप से स्विच हो जाते हैं। सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट की डिबगिंग और संचालन प्रक्रिया के दौरान, ऑपरेशन ड्यूटी कर्मियों ने पाया कि निरीक्षण के दौरान लो-वोल्टेज वितरण कक्ष के कैपेसिटर क्षतिपूर्ति कैबिनेट में कैपेसिटर और रिएक्टर का एक सेट जल गया था। अन्य कैपेसिटर और रिएक्टर जो क्षतिग्रस्त नहीं थे और जिन्हें ऑपरेशन में रखा गया था, उन्हें ऑन-साइट निरीक्षण के माध्यम से पाया गया। तापमान सभी 80 और 100 डिग्री सेल्सियस के बीच हैं, और ट्रांसफार्मर का शोर और तापमान काफी बढ़ जाता है।

3.2 संधारित्र कैबिनेटों को होने वाले नुकसान के कारणों का विश्लेषण

1) कैपेसिटेंस और रिएक्शन जैसे घटकों की गुणवत्ता की समस्याएं। कैपेसिटर के अंदर खराब काले गोंद से भरा होता है, जो ज़्यादा गरम होने पर फैलने और उभारने में आसान होता है; बाहरी सामग्री लोहे के आवरण से बनी होती है, जो तटीय शहरों या उच्च नमक स्प्रे और कोहरे वाले स्थानों के लिए उपयुक्त होती है; रिएक्टर एल्यूमीनियम कोर से बना होता है, और इंटरफ़ेस ऑक्सीकरण होता है और उच्च तापमान पर फट जाता है;

2) साइट पर निर्माण और स्थापना के दौरान विद्युत कनेक्टरों के बन्धन संबंधी मुद्दे। यदि इंटरफ़ेस ढीला है, तो कनेक्शन बिंदु स्थानीय रूप से गर्म हो जाएगा;

3）. धारिता और प्रतिघात के पैरामीटर मिलान की समस्या। श्रृंखला प्रतिघात दर मेल नहीं खाती। उदाहरण के लिए, यदि 480V के लिए 7% प्रतिघात दर वाला संधारित्र और 525V के लिए 14% प्रतिघात दर वाला रिएक्टर उपयोग किया जाता है, तो धारिता और प्रतिघात का बेमेल प्रतिध्वनि को जन्म देगा;

4) पर्यावरणीय कारक। जैसे-जैसे साइट पर वातावरण का तापमान और आर्द्रता बदलती है, कैपेसिटिव रिएक्शन पैरामीटर बदलते हैं, जिससे श्रृंखला रिएक्शन विचलन की समस्या होती है। कैपेसिटर और रिएक्टेंट्स के बीच श्रृंखला अनुनाद होगा, जिससे करंट बड़ा हो जाएगा और गंभीर हीटिंग होगी;

5）. संधारित्र कैबिनेट और हार्मोनिक वोल्टेज द्वारा ट्रिगर किए गए लोड के बीच समानांतर अनुनाद समस्या बस वोल्टेज को बढ़ाती है, जिससे संधारित्र क्षति या ओवरवोल्टेज सुरक्षा या लोड उपकरण को नुकसान होता है।

3.3 समाधान

परीक्षण बिंदु ट्रांसफार्मर का मुख्य आउटलेट है। सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट की बिजली की गुणवत्ता के वास्तविक माप परिणामों के अनुसार, ट्रांसफार्मर के मुख्य आउटलेट में 5वें, 7वें, 11वें और 13वें हार्मोनिक्स होते हैं। कुल हार्मोनिक करंट 200A तक पहुँच जाता है, और हार्मोनिक विरूपण दर 200A तक पहुँच जाती है। 27.6%। कैपेसिटर, रिएक्टेंस और अन्य उपकरणों के ऑन-साइट निरीक्षण में पाया गया कि वे अच्छी स्थिति में थे और रिएक्टेंस दरें मेल खाती थीं। इसका कारण अत्यधिक हार्मोनिक करंट के कारण लाइनों और उपकरणों में आग लगना पाया गया। अंत में, हमारी कंपनी के सुझाव पर, ट्रांसफार्मर के आउटलेट की तरफ 300A सक्रिय फ़िल्टर लगाया गया।

वर्तमान में, ऑन-साइट हार्मोनिक विरूपण दर 10% से नीचे स्थिर है, और संधारित्र कैबिनेट लंबे समय तक स्थिर रूप से संचालित होता है।

एपीएफ सक्रिय फिल्टर डीएसपी + एफपीजीए पूर्ण डिजिटल नियंत्रण मोड को अपनाता है और हार्मोनिक्स और प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई करने के लिए सिस्टम में समानांतर में जुड़ा हुआ है। यह 2 से 51 वें हार्मोनिक्स की पूरी तरह से क्षतिपूर्ति कर सकता है या विशिष्ट हार्मोनिक्स की क्षतिपूर्ति कर सकता है; इसमें एक पूर्ण ब्रिज आर्म ओवर-करंट, डीसी ओवर-वोल्टेज सुरक्षा और डिवाइस ओवर-तापमान सुरक्षा कार्य हैं; इसमें स्वचालित पहचान और संचालन, माप निगरानी और निश्चित मूल्य सेटिंग के कार्य हैं; इसमें बुद्धिमान गर्मी अपव्यय और स्टेपलेस गति विनियमन के कार्य हैं; इसमें गतिशील विस्तार का कार्य है, प्लगिंग और अनप्लगिंग का समर्थन करता है, और इसे बदलना आसान है।