Su arıtma endüstrisindeki güç dağıtım sistemlerinde aktif filtreleme cihazlarının kısa bir uygulaması

Soyut:Su arıtma endüstrisinin güç kaynağı ve dağıtım sisteminde, havalandırma fanları, kaldırma pompaları ve çamur kurutma ekipmanı gibi yük ekipmanları yer alır ve bu da asenkron motorun daha fazla reaktif güç ve çok sayıda harmonik üretmesine neden olur, bu da sistem güç faktörünün azalmasına neden olur ve Harmonikler güç dağıtım sistemlerine ve yüklerine büyük zarar verir. Bu bağlamda, su arıtma endüstrisinin güç kalitesine daha fazla dikkat etmesi ve harmonikleri filtrelemek için aktif filtreleme cihazları kullanması, böylece enerji tasarrufu yapması ve tüketimi azaltması gerekir.

Anahtar kelimeler:su arıtma endüstrisinde güç temini ve dağıtım sistemi; harmonikler; güç kalitesi.

1. Su arıtma endüstrisinde güç kalitesinin temel özellikleri:

1.1 Su arıtma sektörü istikrarlı bir şekilde gelişmiş olup, tesis inşaatı her geçen yıl giderek artmaktadır;

1.2 Motor ve su pompası gibi yükler uzun süre çalışır, güç faktörü yüksektir ve reaktif güç kompanzasyonu nispeten kararlıdır;

1.3 Ana harmonik kaynağı frekans konvertörü olup, harmonik içeriği büyük olduğundan harmonik kontrolü için aktif filtreleme ekipmanlarının yapılandırılması gerekmektedir.

2. Su arıtma sektöründeki ana ekipmanlar

Su arıtma endüstrisindeki atık su arıtma tesislerindeki ana yüksek güçlü ekipmanlar arasında havalandırma fanları, kaldırma pompaları, çamur kurutma ekipmanı ve komple kurutma ekipmanının yanı sıra büyük klima sistemleri, frekans dönüştürücüler ve havalandırma ekipmanları bulunur. Bu cihazların frekans dönüştürme mekanizmaları ve kontrol bileşenleri tipik doğrusal olmayan yüklerdir. Üretilen harmonikler güç dağıtım sistemine akar ve elektrik şebekesini kirletir. Bunlar yalnızca reaktif güç kompanzasyon ekipmanı üzerinde potansiyel bir etkiye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda çeşitli elektrik ekipmanlarının normal çalışmasını da etkileyerek Sistem verimliliğini azaltır, elektrik maliyetlerini artırır.

2.1 Havalandırma fanı

Atık su arıtma havalandırma fanının temel işlevi havuza oksijen sağlamaktır. Esas olarak kum haznesinde kullanılır. Havalandırma fanı boruya bağlanır ve ardından boru havalandırma tankının altındaki havalandırma plakasına bağlanır. Havalandırma fanı gazı üfler. Mikrobiyal aktiviteler için yeterli oksijen sağlamak ve kimyasal reaksiyonları teşvik etmek için havalandırma tankına girer. Havalandırma fanı açıldığında güç faktörü 0,8'dir ve toplam harmonik bozulma oranı yaklaşık %30'dur.

2.2 Kaldırma pompası

Kaldırma pompası, bir pompa, motor, kasa ve kontrol sistemini entegre eden bir pompa ürünüdür. Ana işlevi, kanalizasyonu belirli bir yüksekliğe kaldırmak ve yerçekimi akış yöntemine göre çalışmasını sağlamaktır. Su hacmini kontrol edebilir ve böylece reaksiyon tankındaki kanalizasyon konsantrasyonunu kontrol edebilir. , kaldırma pompası güç faktörü 0,75'tir ve harmonik bozulma oranı yaklaşık %30 ila %40'tır.

2.3 Çamur susuzlaştırma

Susuzlaştırma yöntemleri esas olarak doğal kurutma, mekanik susuzlaştırma ve granülasyonu içerir. Doğal kurutma yöntemi ve mekanik susuzlaştırma yöntemi kanalizasyon çamuru için uygundur. Granülasyon yöntemi çamurun koagülasyonu ve çökelmesi için uygundur. Çamur susuzlaştırma ekipmanı esas olarak 5. ve 7. harmonikler üretir. Çamur susuzlaştırma ekipmanının güç faktörü 0,8'dir ve harmonik bozulma oranı yaklaşık %20'dir.

2.4 Frekans dönüştürücü

Frekans dönüştürücünün ana işlevi, AC motorunun güç kaynağının frekansını ve genliğini değiştirmek, böylece motor hızını sorunsuz bir şekilde kontrol etme amacına ulaşmak için hareketli manyetik alanının periyodunu değiştirmektir. Frekans dönüştürücünün yumuşak başlatma işlevini kullanmak, başlangıç ​​akımının sıfırdan maksimum değere kadar başlamasını sağlar. Nominal akımı aşmaz, bu da güç şebekesi üzerindeki etkiyi ve güç kaynağı kapasitesindeki gereksinimleri azaltır ve ekipman ve vanaların hizmet ömrünü uzatır. Güç bileşenlerinin bozulmasını ve darbesini etkili bir şekilde önlemek ve harmonikleri yükseltmek için aktif filtrelerle çakışmaları önlemek için gelen hat reaktörleriyle büyük kapasiteli invertörler kullanılmalıdır. İnverterin güç faktörü 0,9'dur ve toplam harmonik bozulma oranı yaklaşık %30 ~ %50'dir.

3. Su arıtma sektöründe güç kalitesi vakaları ve çözümleri

3.1 Kaza olayları

Hunan'daki bir atık su arıtma tesisinde 2000 kVA'lık bir trafo bulunmaktadır. Trafonun alçak gerilim tarafında iki adet kondansatör kompanzasyon kabini bulunmaktadır. Kompanzasyon kapasitesi 1000 kVar'dır. Kabinler kontaktör anahtarlama ile donatılmıştır ve her ikisi de otomatik olarak anahtarlanır. Atık su arıtma tesisinin hata ayıklama ve işletme süreci sırasında, işletme görevlisi personeli, muayene sırasında alçak gerilim dağıtım odasının kondansatör kompanzasyon kabininde bir dizi kondansatör ve reaktörün yandığını tespit etti. Hasar görmeyen ve işletmeye alınan diğer kondansatörler ve reaktörler yerinde yapılan incelemede bulundu. Sıcaklıklar 80 ila 100 °C arasındadır ve trafonun gürültüsü ve sıcaklığı önemli ölçüde artmaktadır.

3.2 Kondansatör kabinlerindeki hasarların nedenlerinin analizi

1）. Kapasitans ve reaktans gibi bileşenlerin kalite sorunları. Kapasitörün içi, aşırı ısındığında genişlemesi ve şişmesi kolay olan zayıf siyah tutkalla doldurulmuştur; dış malzeme, kıyı kentleri veya yüksek tuz püskürtmeli ve sisli yerler için uygun olan demir kasadan yapılmıştır; reaktör alüminyum çekirdekten yapılmıştır ve arayüz oksitlenmiştir ve yüksek sıcaklıklarda patlar;

2）. Yerinde inşaat ve kurulum sırasında elektrik konnektörlerinin sabitleme sorunları. Arayüz gevşekse, bağlantı noktası yerel olarak ısınacaktır;

3）. Kapasitans ve reaktansın parametre eşleştirme problemi. Seri reaktans oranı uyuşmuyor. Örneğin, 480V için %7 reaktans oranına sahip bir kapasitör ve 525V için %14 reaktans oranına sahip bir reaktör kullanılırsa, kapasitans ve reaktans uyumsuzluğu rezonansa yol açacaktır;

4）. Çevresel faktörler. Saha ortamının sıcaklığı ve nemi değiştikçe, kapasitif reaktans parametreleri değişir ve bu da seri reaktans sapması sorununa yol açar. Seri rezonans, kapasitörler ve reaktanlar arasında meydana gelir ve akımın daha büyük olmasına ve ciddi ısınmaya neden olur;

5）. Harmonik gerilimin tetiklediği kondansatör kabini ile yük arasındaki paralel rezonans problemi bara geriliminin yükselmesine, kondansatör hasarına veya aşırı gerilim korumasının bozulmasına veya yük ekipmanlarının hasar görmesine neden olur.

3.3 Çözümler

Test noktası trafonun ana çıkışıdır. Atık su arıtma tesisinin güç kalitesinin gerçek ölçüm sonuçlarına göre trafonun ana çıkışı 5., 7., 11. ve 13. harmonikleri içermektedir. Toplam harmonik akım 200A'ya ulaşır ve harmonik bozulma oranı 200A'ya ulaşır. %27,6. Kondansatörlerin, reaktansların ve diğer cihazların yerinde incelenmesi sonucunda bunların iyi durumda olduğu ve reaktans oranlarının eşleştiği görülmüştür. Nedenin aşırı harmonik akımdan kaynaklanan hatlarda ve ekipmanlarda yangın olduğu analiz edilmiştir. Son olarak firmamızın önerisi üzerine trafonun çıkış tarafına 300A aktif filtre takılmıştır.

Şu anda sahadaki harmonik bozulma oranı %10'un altında sabit kalmakta olup, kondansatör dolabı uzun süre stabil çalışmaktadır.

APF aktif filtre DSP+FPGA tam dijital kontrol modunu benimser ve harmonikleri ve reaktif gücü telafi etmek için sisteme paralel bağlanır. 2. ila 51. harmonikleri tamamen telafi edebilir veya belirli harmonikleri telafi edebilir; tam bir köprü Kolu aşırı akımı, DC aşırı voltaj koruması ve cihaz aşırı sıcaklık koruma işlevlerine sahiptir; otomatik algılama ve çalıştırma, ölçüm izleme ve sabit değer ayarı işlevlerine sahiptir; akıllı ısı dağılımı ve kademesiz hız düzenlemesi işlevlerine sahiptir; dinamik genleşme işlevine sahiptir, takma ve çıkarmayı destekler ve değiştirilmesi kolaydır.