Comment les armoires de rémunération industrielle peuvent-elles améliorer la qualité de l'énergie grâce à des accessoires de base?

Préface

Dans les systèmes de distribution d'énergie industrielle, la perte de puissance réactive et la pollution harmonique sont des facteurs clés qui conduisent à une faible utilisation de l'énergie, à la réduction de la durée de vie de l'équipement et à la hausse des coûts d'énergie. En tant qu'appareil de base de la gestion de la qualité de l'énergie, les performances du cabinet de rémunération sont déterminées par la coordination technique des quatre principaux accessoires: Banque de condensateur,réacteur en série, Contrôleur de compensation dynamique et résistance de décharge résistante à l'explosion. Cet article expliquera objectivement les principes techniques, le positionnement fonctionnel et la logique d'intégration du système de chaque accessoire.

Positionnement fonctionnel central du système de compensation

La tâche principale de la rémunération est d'atteindre la correction du facteur de puissance et la suppression harmonique du réseau électrique. Lorsque le facteur de puissance est inférieur à 0,9, le taux de perte de ligne augmentera de 8% à 15% et déclenchera en même temps que les frais d'ajustement d'alimentation du service d'alimentation électrique (environ 3% à 8% de la facture totale de l'électricité). Le taux de distorsion harmonique (THD) dépassant 5% entraînera un chauffage supplémentaire du moteur, un dysfonctionnement de l'équipement électronique et une efficacité réduite du transformateur. La norme nationale GB / T 15576-2020 stipule que la limite inférieure du facteur de puissance pour les utilisateurs industriels est de 0,9, et la norme IEEE 519-2014 nécessite que THD soit contrôlé à 5%.

Mécanisme de commande du contrôleur de compensation dynamique

LeContrôleur de facteur de puissance automatiquerecueille la tension de la grille et la différence de phase de courant en temps réel via un circuit d'échantillonnage à grande vitesse avec 128 points / cycle. Lorsqu'une fluctuation du facteur de puissance causée par un changement de charge soudain (comme moins de 0,8) est détectée, son processeur ARM intégré complète le calcul de transformation de Fourier dans les 20 ms et produit des instructions de commutation de condensateur de puissance précises. La technologie de commutation de croisement zéro intégrée du contrôleur garantit que l'action de commutation est exécutée au point zéro de la tension pour éviter le choc de courant d'appel. Les exigences des paramètres centrales comprennent: la vitesse de réponse ≤ 50 mètres (limite supérieure standard nationale 200 ms), erreur de capacité de compensation ± 0,5 KVAR. Le module de communication 5G prend en charge la modification à distance des seuils de paramètres et la réception des alarmes de défaut.

Caractéristiques techniques des banques de condensateurs intelligents

Les banques de condensateurs intelligentes atteignent la correction du facteur de puissance des réseaux électriques en fournissant une puissance réactive capacitive. Son milieu central utilise un film de polypropylène métallisé de 3,8 microns et utilise une technologie d'évaporation de type divisé pour contrôler la zone d'auto-guérison du milieu à 2 millimètres carrés lorsqu'un seul point est perforé. Le condensateur est équipé d'une structure de libération de pression. Lorsque la pression à l'intérieur de la coquille atteint 0,12 MPa, la couverture résistante à l'explosion se rompt dans la protection des secours de la pression. La configuration de la capacité adopte une conception de classification étagée, incluant généralement 8 groupes de différentes unités de capacité, tels que 5 kvar, 10 kvar et 20 kvar, et l'étape de compensation minimale est de 5 kvar. Dans un environnement de réseau électrique de 380 volts, lorsqu'un kvar de 30condensateur de puissanceLa banque est allumée pour un moteur avec une puissance nominale de 100 kW, le facteur de puissance du système peut être augmenté de 0,75 à 0,94, tout en réduisant le courant de ligne de 28,4%. Il convient de souligner que la banque de condensateurs doit être exploitée en série avec un réacteur filtrant, sinon le courant harmonique entraînera la surchauffe et l'échec du support.

Principe de contrôle harmonique du réacteur filtrant

Le réacteur filtre supprime les harmoniques dans des bandes de fréquences spécifiques basées sur les caractéristiques de réactance inductive. La conception de base utilise un taux de réactance de 7% pour réduire la fréquence de résonance à 189 Hz, évitant efficacement la bande de fréquence harmonique de 150 à 650 Hz couramment générée par l'équipement industriel. Il montre un effet d'amélioration d'impédance significatif sur la 5e harmonique. À une fréquence de 250 Hz, la valeur d'impédance peut atteindre plus de 33 fois celle de l'onde fondamentale, supprimant le taux de distorsion harmonique totale à moins de 8%. Leréacteur en sérieL'enroulement est coulé sous vide avec la résine époxy isolante de classe B, et les couches sont isolées avec du matériau isolant nomex pour garantir que l'élévation de la température ne dépasse pas 65 Kelvin; Le fusible de température Celsius intégré à 130 degrés Celsius coupe directement le circuit lors de la surchauffe. La réactance inductive se manifeste essentiellement comme un effet de blocage sur les courants harmoniques à haute fréquence et réduit simultanément les composants harmoniques qui traversent le condensateur parallèle de plus de 60%. Cet indicateur de performance répond aux spécifications obligatoires de la norme internationale de la CEI 60076 pour les réacteurs de puissance.

Logique de fonctionnement sûr des résistances de décharge

Les résistances de décharge sont responsables de la décharge de la tension résiduelle après l'alimentation du condensateur. Une structure à double canal avec une résistance principale de 100 kilo-ohms / 5 kilowatts en parallèle avec une résistance de secours est adoptée, et la grille de dissipation de chaleur de surface contrôle la densité de puissance inférieure à 1,5 centimètre carré. Lorsque la température ambiante atteint 45 degrés Celsius, le ventilateur de débit axial est automatiquement activé pour améliorer la dissipation de la chaleur. Le système peut réduire la tension résiduelle du condensateur de grille de 400 volts d'un pic de 565 volts à un seuil de sécurité de 50 volts en 3 secondes, ce qui répond à la limite supérieure de 75 volts spécifiée dans la CEI 60831. Le dispositif de verrouillage mécanique connecte automatiquement le circuit de décharge avant que la porte de l'armoire ne soit forcée pour s'assurer la sécurité du fonctionnement du personnel.

Normes d'intégration du système et de vérification des performances

Le système de compensation complet doit être vérifié par le biais d'une procédure de vérification à trois niveaux. Pendant la phase de test d'usine, un test de tension de traitant de 10 secondes à 1,25 fois la tension nominale et 50 tests d'impact de commutation continue sont effectués, avec un intervalle de commutation de pas plus de 2 secondes. Pendant la mise en service sur place, la valeur cible du facteur de puissance doit être réglée dans la plage de 0,92 à 0,98, et le seuil de protection contre la surtension est configuré à 440 volts avec une tolérance d'erreur de ± 5 volts. La surveillance des opérations nécessite que le système réponde en continu trois indicateurs de base: facteur de puissance moyen mensuel ≥ 0,95, taux de distorsion harmonique totale ≤ 5% et taux de fluctuation de tension <2%. Lorsque le système détecte que la fluctuation du facteur de puissance dépasse 0,1 ou que le taux de distorsion harmonique totale augmente de plus de 2%, la configuration de la capacité du condensateur et l'état de correspondance des paramètres du réacteur doivent être vérifiés immédiatement.