台达电能质量产品在铜冶炼中的应用.docx
台达电能质量产品在铜冶炼中的应用【摘要】本文主要针对某冶炼厂消费车间碰到的问题进展数据分析，总结了系统面临的风险并介绍了台达提供的解决方案，该方案的实行降低了系统风险，改善了电流畸变率。【Abstract】Thisarticlemainlydoesdataanalysisaccordingtoasmeltingplantproductionworkshopproblem,summarizestherisksofthesystemandintroducesDeltassolutions,whichreducetheriskofsystem,andimproveCurrentdistortionrate.【关键字】铜冶炼；高效；有源电力滤波器；有源无功补偿器【Keywords】Coppersmelting;Efficient;APF;Activereactivepowercompensator1工程背景及现状某冶炼厂为国际知名铜冶炼企业，位于广东省某市的分厂以再生铜冶炼为主，由于主要工艺经过为除杂、电解及精炼，需要用到中压整流变压器，且各消费车间有大量的变频器和风机、水泵的使用，造成I段10kV母线谐波含量超标、功率因数严重偏低，经测试，得到测试数据，分析如下：首先，功率因数为0.7的严重偏低值，每个月的罚款金额极大，据悉5月份投入局部负载时的罚款额为18.9万，随着负荷增加，用电量骤升，但功率因数仍然为0.7左右，罚款额将激增；图1功率因数随消费工况变化趋势图其次，由于脱钢整流变、消费整流变、种板整流变三个中压整流变的存在，系统1段10kV母线谐波畸变严重；图2总电流畸变率随消费工况变化趋势图第三，阳极铜消费经过中由于采用多组同时消费，而每组铜消费的周期互相错开，不断有某组下铜或者提铜经过，造成负载波动宏大；图3阳极铜消费经过有功功率波动趋势图图4阳极铜消费经过无功功率波动趋势图最后，频繁变化的消费工况造成了系统电压波动明显，最高电压波动范围为5881V-6113V，波动幅值232V，折算至低压380V侧为8.8V，电压波动宏大，给系统中其它负荷的稳定运行带来隐患。图5阳极铜消费经过电压波动分布图图6阳极铜消费经过电压波动趋势图2系统存在的风险根据以上测试数据可以理解到高压整流变压器、净液车间和阳极精炼车间使用的低压变频调速装置，产生了大量的谐波电流，同时由于大量的风机水泵装置运行于电网中造成系统功率因数严重偏低，而且多组阳极铜消费经过不断有下铜和提铜的经过，负载变化较大。因此，分析系统存在很大风险，详细表现为：功率因数严重偏低，每月罚款额宏大，造成消费运营本钱大量增加；连续变化的消费工况，造成电压波动明显，波动幅值232V，给系统的用电设备的正常运行带来隐患；高压侧谐波电流超标，大量谐波电流存在于电网中，对高压系统的继电保护装置造成干扰，造成保护停机影响消费的正常进展；大量的谐波存在于电网中，对网内的电机负荷产生严重威胁，电机绕组轻易因谐波引起的过电压造成击穿，影响消费的正常进展；谐波产生的集肤效应会造成变压器线圈、母排、断路器、电缆等电气元件严重发热，元器件发热会导致火灾、短路等问题，给系统平安造成极大风险；谐波极易造成保护误动作，冲击断路器的保护限值，造成断路器莫名跳闸甚至烧毁，一旦发生，给消费线造成极大损失；以上情况最终会造成某铜冶炼消费车间不能连续平安运营；投资不能得到有效回报；产品本钱增加及运营本钱升高；消费效率降低或者产能降低；能耗宏大。所以，铜冶炼消费车间的电能质量问题急需治理。3方案配置3.1无功功率分析系统电压10kV，目前功率因数0.7，电流300A左右，考虑补偿后功率因数为0.95，使用计算后无功需求约为3000kvar，且该消费车间近期总负荷率将上升约13%左右，所以系统的无功补偿也需要考虑扩容的情况并留有局部余量，最终无功补偿容量需求为3500kvar。3.2谐波电流分析系统电压10kV，电流300A左右，谐波畸变率最高时为7%，那么需要的谐波补偿电流为300A7%=21A，折算至低压380V侧为552A，考虑到负载增加情况，所以配置两台350A有源滤波器并联升压对10kV进展高效谐波消除。4治理方案4.1高压无功补偿方案段母线额定电压10000V，配置有源无功补偿器容量为3500KVAR，采用一台链式高压SVG接入电网，接入点为系统预留的有源无功补偿馈线柜。4.2高压谐波治理方案段母线额定电压10000V，配置两台350A有源电力滤波器进展谐波补偿，两台滤波器并联后采用一台升压变压器接入系统预留的滤波馈线柜。配置方案如下：表1方案配置表4.3高压有源无功补偿器和有源电力滤波器治理接入系统图图7补偿设备接入系统图5工程治理效果5.1功率因数补偿功率因数始终保持在0.95左右，每月保证力率奖励。图8补偿后的阳极铜消费经过功率因数趋势图5.2谐波畸变补偿10kV电流畸变率有效改善，从谐波补偿之前的7%的畸变率下降为3%。图9补偿前左和补偿后右的阳极铜消费经过谐波畸变率5.3设备现场照片图10设备现场照片作者简介：梁录平，出生于1984年6月，毕业于西安工业大学，自动化专业，现任中达电通股份有限公司机电事业部节能应用产品处高级应用工程师，主要从事工业现场的电能质量问题探究和电能质量产品在各种工业现场的应用工作。
