Een korte toepassing van actieve filterapparaten in stroomdistributiesystemen in de waterbehandelingsindustrie

Abstract: In het stroomvoorzienings- en distributiesysteem van de waterbehandelingsindustrie zijn lastapparatuur zoals beluchtingsventilatoren, opvoerpompen en slibontwateringsapparatuur betrokken, waardoor de asynchrone motor meer reactief vermogen en een groot aantal harmonischen genereert, waardoor het systeem De arbeidsfactor neemt af en harmonischen veroorzaken grote schade aan stroomdistributiesystemen en belastingen. In dit opzicht moet de waterbehandelingsindustrie meer aandacht besteden aan de stroomkwaliteit en actieve filterapparatuur gebruiken om harmonischen weg te filteren, waardoor energie wordt bespaard en het verbruik wordt verminderd.

Trefwoorden: stroomvoorziening en distributiesysteem in de waterbehandelingsindustrie; harmonischen; kracht, kwaliteit.

1. Belangrijkste kenmerken van de stroomkwaliteit in de waterbehandelingsindustrie:

1.1 De waterzuiveringsindustrie heeft zich gestaag ontwikkeld en de bouw van installaties is jaar na jaar gestaag toegenomen;

1.2 Belastingen zoals motoren en waterpompen werken lang, de arbeidsfactor is hoog en de blindvermogencompensatie is relatief stabiel;

1.3 De belangrijkste harmonische bron is de frequentieomvormer en de harmonische inhoud is groot, dus actieve filterapparatuur moet worden geconfigureerd voor harmonische controle.

2. Belangrijkste apparatuur in de waterbehandelingsindustrie

De belangrijkste krachtige apparatuur in rioolwaterzuiveringsinstallaties in de waterbehandelingsindustrie omvat beluchtingsventilatoren, liftpompen, slibontwateringsapparatuur en complete droogapparatuur, evenals grote airconditioningsystemen, frequentieomvormers en ventilatieapparatuur. De frequentieomzettingsmechanismen en besturingscomponenten van deze apparaten zijn typische niet-lineaire belastingen. De gegenereerde harmonischen vloeien naar het stroomdistributiesysteem en vervuilen het elektriciteitsnet. Ze hebben niet alleen een potentiële impact op de apparatuur voor blindvermogencompensatie, maar beïnvloeden ook de normale werking van verschillende elektrische apparatuur, waardoor de systeemefficiëntie wordt verminderd en de energiekosten stijgen.

2.1 Beluchtingsventilator

De belangrijkste functie van de beluchtingsventilator voor rioolwaterzuivering is het leveren van zuurstof aan het zwembad. Het wordt voornamelijk gebruikt in de gritkamer. De beluchtingsventilator wordt op de buis aangesloten en vervolgens wordt de buis aangesloten op de beluchtingsplaat aan de onderkant van de beluchtingstank. De beluchtingsventilator blaast het gas binnen. Het komt de beluchtingstank binnen om voldoende zuurstof te leveren voor microbiële activiteiten en chemische reacties te bevorderen. Wanneer de beluchtingsventilator is ingeschakeld, is de arbeidsfactor 0,8 en bedraagt ​​de totale harmonische vervorming bijna 30%.

2.2 Hefpomp

De opvoerpomp is een pompproduct dat een pomp, motor, behuizing en besturingssysteem integreert. De belangrijkste functie is om het rioolwater tot een bepaalde hoogte te tillen en het volgens de zwaartekrachtmethode te laten stromen. Het kan het watervolume regelen en daarmee de rioolwaterconcentratie in de reactietank regelen. De vermogensfactor van de liftpomp is 0,75 en de harmonische vervorming bedraagt ​​bijna 30% tot 40%.

2.3 Slibontwatering

Dehydratiemethoden omvatten voornamelijk natuurlijk drogen, mechanische dehydratie en granulatie. Voor zuiveringsslib zijn de natuurlijke droogmethode en de mechanische droogmethode geschikt. De granulatiemethode is geschikt voor coagulatie en bezinking van slib. Slibdroogapparatuur produceert voornamelijk de 5e en 7e harmonischen. De arbeidsfactor van slibdroogapparatuur is 0,8 en de harmonische vervormingssnelheid is bijna 20%.

2.4 Frequentieomvormer

De belangrijkste functie van de frequentieomvormer is het wijzigen van de frequentie en amplitude van de voeding van de AC-motor, waardoor de periode van het bewegende magnetische veld wordt gewijzigd om het doel van een soepele regeling van de motorsnelheid te bereiken. Als u de softstartfunctie van de frequentieomvormer gebruikt, begint de startstroom van nul naar de maximale waarde. Het overschrijdt de nominale stroom niet, waardoor de impact op het elektriciteitsnet en de eisen aan de stroomvoorzieningscapaciteit worden verminderd en de levensduur van apparatuur en kleppen wordt verlengd. Omvormers met een grote capaciteit moeten worden gebruikt met inkomende lijnreactoren om verstoring en impact van stroomcomponenten effectief te voorkomen en conflicten met actieve filters te voorkomen om harmonischen te versterken. De arbeidsfactor van de omvormer is 0,9 en de totale harmonische vervorming bedraagt ​​bijna 30% ~ 50%.

3. Cases en oplossingen voor stroomkwaliteit in de waterbehandelingsindustrie

3.1 Ongevalsverschijnselen

Er is een transformator van 2000 kVA in een rioolwaterzuiveringsinstallatie in Hunan. Aan de laagspanningszijde van de transformator bevinden zich twee condensatorcompensatiekasten. De compensatiecapaciteit bedraagt ​​1000 kVar. De kasten zijn uitgerust met schakelaarschakeling en beide worden automatisch geschakeld. Tijdens het foutopsporings- en werkingsproces van de rioolwaterzuiveringsinstallatie ontdekte het personeel van de operationele dienst dat tijdens inspectie een reeks condensatoren en reactoren in de condensatorcompensatiekast van de laagspanningsverdeelruimte was verbrand. Andere condensatoren en reactoren die niet beschadigd waren en in bedrijf waren genomen, werden bij inspectie ter plaatse aangetroffen. De temperaturen liggen allemaal tussen de 80 en 100°C en het geluid en de temperatuur van de transformator nemen aanzienlijk toe.

3.2 Analyse van oorzaken van schade aan condensatorkasten

1）. Kwaliteitsproblemen van componenten zoals capaciteit en reactantie. De binnenkant van de condensator is gevuld met slechte zwarte lijm, die gemakkelijk uitzet en uitpuilt bij oververhitting; het externe materiaal is gemaakt van een ijzeren behuizing, wat geschikt is in kuststeden of plaatsen met veel zoutnevel en mist; de reactor is gemaakt van een aluminium kern en het grensvlak is geoxideerd en explodeert bij hoge temperaturen;

2）. Bevestigingsproblemen van elektrische connectoren tijdens constructie en installatie op locatie. Als de interface los zit, wordt het aansluitpunt lokaal verwarmd;

3）. Parametermatchingsprobleem van capaciteit en reactantie. De seriereactantiesnelheid komt niet overeen. Als bijvoorbeeld een condensator met een reactantie van 7% voor 480V en een reactor met een reactantie van 14% voor 525V worden gebruikt, zal de discrepantie tussen capaciteit en reactantie tot resonantie leiden;

4）. Omgevingsfactoren. Naarmate de temperatuur en vochtigheid van de omgeving ter plaatse veranderen, veranderen de capacitieve reactantieparameters, wat leidt tot het probleem van afwijkingen in de seriereactantie. Er zal serieresonantie optreden tussen condensatoren en reactanten, waardoor de stroom groter wordt en ernstige verhitting ontstaat;

5）. Het parallelle resonantieprobleem tussen de condensatorkast en de belasting veroorzaakt door de harmonische spanning zorgt ervoor dat de busspanning stijgt, waardoor schade aan de condensator of overspanningsbeveiliging of schade aan de belastingsapparatuur ontstaat.

3.3 Oplossingen

Het testpunt is het hoofdstopcontact van de transformator. Volgens de feitelijke meetresultaten van de stroomkwaliteit van de rioolwaterzuiveringsinstallatie bevat de hoofduitgang van de transformator de 5e, 7e, 11e en 13e harmonischen. De totale harmonische stroom bereikt 200A en de harmonische vervormingssnelheid bereikt 200A. 27,6%. Bij inspectie ter plaatse van condensatoren, reactanties en andere apparaten bleek dat ze in goede staat verkeerden en dat de reactantiewaarden overeenkwamen. De oorzaak werd geanalyseerd als een brand in de leidingen en apparatuur, veroorzaakt door overmatige harmonische stroom. Tenslotte werd op voorstel van ons bedrijf een actief filter van 300A geïnstalleerd aan de uitgangszijde van de transformator.

Momenteel is de harmonische vervormingssnelheid ter plaatse stabiel onder de 10% en werkt de condensatorkast lange tijd stabiel.

Het actieve APF-filter maakt gebruik van de volledig digitale DSP+FPGA-besturingsmodus en is parallel in het systeem aangesloten om harmonischen en reactief vermogen te compenseren. Het kan de 2e tot en met de 51e harmonischen volledig compenseren of specifieke harmonischen compenseren; het heeft een complete brugarm-overstroom, DC-overspanningsbeveiliging en beveiligingsfuncties tegen oververhitting van het apparaat; het heeft de functies van automatische detectie en bediening, meetbewaking en instelling van vaste waarden; het heeft de functies van intelligente warmteafvoer en traploze snelheidsregeling; het heeft de functie van dynamische expansie, ondersteunt aansluiten en loskoppelen en is eenvoudig te vervangen.