Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế nước ta, đặc biệt là sự tăng trưởng nhanh chóng của các ngành công nghiệp khai thác, luyện kim và đúc trong những năm gần đây, nhu cầu về điện ngày càng tăng cao.Trong số đó, thiết bị chỉnh lưu lò luyện tần số trung gian là một trong những thiết bị phát điện sóng hài lớn nhất, nhưng do hầu hết các nhà sản xuất đều giảm giá thành sản phẩm và không lắp đặt cơ sở công nghệ triệt tiêu sóng hài nên lưới điện công cộng hiện nay bị ô nhiễm nghiêm trọng do sóng hài như thời tiết sương mù.Dòng điện xung làm giảm quá trình xử lý, truyền tải và sử dụng năng lượng điện từ, làm thiết bị điện quá nóng, gây rung và ồn, làm cũ lớp cách điện, rút ngắn tuổi thọ sử dụng và thậm chí gây hỏng hóc hoặc cháy.Sóng hài có thể gây ra cộng hưởng song song cục bộ hoặc cộng hưởng nối tiếp của hệ thống điện, từ đó mở rộng hàm lượng sóng hài và khiến tụ điện và các thiết bị khác bị cháy.Sóng hài cũng có thể gây ra hoạt động sai lệch của rơle bảo vệ và các thiết bị tự động và gây nhầm lẫn cho các phép đo năng lượng.Sóng hài bên ngoài hệ thống điện có thể gây nhiễu nghiêm trọng cho các thiết bị thông tin liên lạc và thiết bị điện tử.
Lò điện tần số trung gian là một trong những nguồn sóng hài lớn nhất trong phụ tải lưới vì nó được chuyển đổi thành tần số trung gian sau khi chỉnh lưu.Sóng hài sẽ gây nguy hiểm nghiêm trọng đến sự vận hành an toàn của lưới điện.Ví dụ, dòng điện hài sẽ gây ra thêm tổn thất sắt xoáy tần số cao trong máy biến áp, khiến máy biến áp quá nóng, giảm âm lượng đầu ra của máy biến áp, tăng tiếng ồn của máy biến áp và gây nguy hiểm nghiêm trọng đến tuổi thọ của máy biến áp. .Hiệu ứng dính của dòng điện hài làm giảm tiết diện không đổi của dây dẫn và làm tăng tổn thất trên đường dây.Điện áp hài ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị điện khác trên lưới, gây ra lỗi vận hành trong thiết bị điều khiển tự động và việc xác minh đo đạc không chính xác.Điện áp và dòng điện hài ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị thông tin ngoại vi;quá điện áp nhất thời và quá điện áp nhất thời do sóng hài gây ra làm hỏng lớp cách điện của máy móc, thiết bị, dẫn đến sự cố ngắn mạch ba pha và hư hỏng máy biến áp;điện áp hài hòa và lượng dòng điện sẽ gây ra cộng hưởng nối tiếp một phần và cộng hưởng song song trong lưới điện công cộng, dẫn đến tai nạn nghiêm trọng.Trong quá trình tuân thủ những thay đổi liên tục, thứ đầu tiên nhận được từ DC là nguồn điện sóng vuông, tương đương với sự chồng chất của các sóng hài bậc cao.Mặc dù mạch sau cần được lọc nhưng không thể lọc hoàn toàn các sóng hài bậc cao, đó là nguyên nhân tạo ra sóng hài.
Chúng tôi đã thiết kế các bộ lọc điều chỉnh đơn 5, 7, 11 và 13 lần.Trước khi bù bộ lọc, hệ số công suất ở giai đoạn nóng chảy của lò điện tần số trung gian của người dùng là 0,91.Sau khi thiết bị bù bộ lọc được đưa vào hoạt động, mức bù tối đa là 0,98 điện dung.Sau khi chạy thiết bị bù bộ lọc, tổng tỷ lệ méo điện áp (giá trị THD) là 2,02%.Theo tiêu chuẩn chất lượng điện năng GB/GB/T 14549-1993, giá trị hài điện áp (10KV) nhỏ hơn 4,0%.Sau khi lọc các dòng hài bậc 5, 7, 11, 13, tốc độ lọc đạt khoảng 82∽84%, đạt giá trị cho phép theo tiêu chuẩn của công ty chúng tôi.Hiệu ứng lọc bù tốt.
Vì vậy, chúng ta cần phân tích nguyên nhân gây ra sóng hài và có biện pháp hạn chế sóng hài bậc cao, điều này có ý nghĩa quan trọng nhằm đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn và tiết kiệm.
Đầu tiên, nguyên nhân gây ra sóng hài của lò trung tần
1. Sóng hài được tạo ra bởi các tải phi tuyến tính, chẳng hạn như bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon, nguồn điện chuyển mạch, v.v. Tần số hài được tạo ra bởi tải này là bội số nguyên của tần số hoạt động.Ví dụ, bộ chỉnh lưu sáu xung ba pha chủ yếu tạo ra sóng hài thứ 5 và thứ 7, trong khi bộ chỉnh lưu ba pha 12 xung chủ yếu tạo ra sóng hài thứ 11 và 13.
2. Do các sóng hài được tạo ra bởi các tải biến tần như lò tần số trung gian và bộ biến tần, không chỉ tạo ra các sóng hài tích hợp mà còn tạo ra các sóng hài phân đoạn có tần số gấp đôi tần số của biến tần.Ví dụ, một lò tần số trung gian hoạt động ở tần số 820 Hz sử dụng bộ chỉnh lưu sáu xung ba pha không chỉ tạo ra sóng hài bậc 5 và bậc 7 mà còn tạo ra các sóng hài phân đoạn ở tần số 1640 Hz.
Sóng hài cùng tồn tại với lưới điện vì máy phát điện và máy biến áp tạo ra một lượng nhỏ sóng hài.
2. Tác hại của sóng hài trong lò trung tần
Khi sử dụng lò tần số trung gian, một số lượng lớn sóng hài được tạo ra, dẫn đến ô nhiễm sóng hài nghiêm trọng của lưới điện.
1. Sóng hài cao hơn sẽ tạo ra điện áp hoặc dòng điện tăng vọt.Tác động đột biến đề cập đến điện áp quá mức (thấp) ngắn hạn của hệ thống, nghĩa là xung điện áp tức thời không vượt quá 1 mili giây.Xung này có thể dương hoặc âm và có thể có tính chất nối tiếp hoặc dao động, khiến thiết bị bị cháy.
2. Sóng hài làm giảm việc truyền tải và sử dụng năng lượng điện và thiết bị nhiệt điện, tạo ra rung động và tiếng ồn, làm cho các cạnh của nó bị cũ đi, giảm tuổi thọ sử dụng và thậm chí bị trục trặc hoặc cháy.
3. Ảnh hưởng đến thiết bị bù công suất phản kháng của hệ thống điện;khi có sóng hài trong lưới điện, điện áp của tụ tăng lên sau khi cắm tụ vào, dòng điện qua tụ càng tăng nhiều hơn, điều này làm tăng tổn thất điện năng của tụ.Nếu hàm lượng dòng xung cao, tụ điện sẽ quá dòng và bị tải, điều này sẽ làm tụ điện quá nóng và đẩy nhanh quá trình ôm sát của vật liệu cạnh.
4. Điều này sẽ làm giảm tốc độ và tuổi thọ của thiết bị điện và tăng tổn thất;nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất sử dụng và hiệu suất sử dụng của máy biến áp.Đồng thời, nó cũng sẽ làm tăng tiếng ồn của máy biến áp và rút ngắn đáng kể tuổi thọ của máy biến áp.
5. Tại những khu vực có nhiều nguồn sóng hài trong lưới điện, thậm chí xảy ra sự cố lớn các tụ điện điện tử bên trong và bên ngoài, các tụ điện trong trạm biến áp bị cháy hoặc đứt.
6. Sóng hài cũng có thể gây ra sự cố bảo vệ rơle và hỏng thiết bị tự động, dẫn đến nhầm lẫn trong quá trình đo năng lượng.Đây là bề ngoài của hệ thống điện.Sóng hài gây nhiễu nghiêm trọng cho các thiết bị thông tin liên lạc và thiết bị điện tử.Vì vậy, việc cải thiện chất lượng điện năng của lò tần số trung gian đã trở thành trọng tâm chính của việc đáp ứng.
Ba, phương pháp điều khiển sóng hài lò tần số trung gian.
1. Nâng cao khả năng ngắn mạch của điểm đấu nối công cộng của lưới điện và giảm trở kháng hài của hệ thống.
2. Bù dòng hài thông qua bộ lọc AC và bộ lọc hoạt động.
3. Tăng số xung của thiết bị chuyển đổi để giảm dòng điện hài.
4. Tránh sự cộng hưởng của các tụ điện song song và thiết kế độ tự cảm của hệ thống.
5. Thiết bị chặn tần số cao được mắc nối tiếp trên đường dây truyền tải DC điện áp cao để chặn sự lan truyền của sóng hài bậc cao.
7. Chọn chế độ nối dây máy biến áp thuận lợi.
8. Thiết bị được nhóm lại để cung cấp điện và lắp đặt thiết bị lọc.
Bốn, thiết bị điều khiển sóng hài lò tần số trung gian
1. Thiết bị lọc thụ động Hongyan.
Thiết bị lọc thụ động Hongyan.Bảo vệ là một điện trở nối tiếp tụ điện, và bộ lọc thụ động bao gồm một tụ điện và một điện trở nối tiếp, và việc điều chỉnh được kết nối ở một mức độ nhất định.Ở tần số đặc biệt, vòng lặp trở kháng thấp được tạo ra, chẳng hạn như 250HZ.Đây là bộ lọc sóng hài thứ năm.Phương pháp này có thể bù cả sóng hài và công suất phản kháng và có cấu trúc đơn giản.Tuy nhiên, nhược điểm chính của phương pháp này là khả năng bù của nó bị ảnh hưởng bởi trở kháng của lưới và trạng thái làm việc, đồng thời dễ cộng hưởng song song với hệ thống, dẫn đến khuếch đại sóng hài, quá tải và thậm chí làm hỏng tinh thể lỏng. lọc.Đối với các tải có sự thay đổi lớn, rất dễ gây ra tình trạng bù thiếu hoặc bù quá mức.Ngoài ra, nó chỉ có thể bù các sóng hài tần số cố định và hiệu quả bù không lý tưởng.
2. Thiết bị lọc hoạt động Hongyan
Các bộ lọc tích cực tạo ra dòng điện hài có cường độ bằng nhau và ngược pha.Đảm bảo rằng dòng điện ở phía nguồn điện là sóng hình sin.Khái niệm cơ bản là tạo ra dòng bù có cùng cường độ với dòng hài tải và đảo ngược vị trí, đồng thời bù dòng bù bằng dòng hài tải để xóa dòng xung.Đây là phương pháp loại bỏ sóng hài của sản phẩm và hiệu quả lọc tốt hơn các bộ lọc thụ động.
3. Bộ bảo vệ sóng hài Hongyan
Bộ bảo vệ sóng hài bằng điện kháng nối tiếp của tụ điện.Vì trở kháng rất thấp nên dòng điện sẽ chạy tới đây.Đây thực chất là sự phân tách trở kháng, do đó dòng điện hài đưa vào hệ thống về cơ bản được giải quyết.
Bộ bảo vệ sóng hài thường được lắp đặt phía trước các thiết bị nhạy cảm.Chúng là những sản phẩm điều khiển sóng hài chất lượng cao, có thể chống lại tác động đột ngột, hấp thụ sóng hài cao hơn 2 ~ 65 lần và bảo vệ thiết bị.Điều khiển hài hòa của hệ thống điều khiển ánh sáng, máy tính, tivi, thiết bị điều khiển tốc độ động cơ, nguồn điện liên tục, máy công cụ CNC, bộ chỉnh lưu, dụng cụ chính xác và cơ chế điều khiển điện tử.Tất cả các sóng hài do thiết bị điện phi tuyến tính tạo ra có thể gây ra sự cố trong chính hệ thống phân phối hoặc thiết bị được kết nối với hệ thống.Bộ bảo vệ sóng hài có thể loại bỏ sóng hài ở nguồn phát điện và tự động loại bỏ sóng hài bậc cao, nhiễu tần số cao, xung đột biến, đột biến và các nhiễu loạn khác đối với thiết bị điện.Bộ bảo vệ sóng hài có thể làm sạch nguồn điện, bảo vệ thiết bị điện và thiết bị bù hệ số công suất, ngăn chặn bộ bảo vệ vô tình bị vấp, sau đó duy trì hoạt động an toàn của thiết bị điện ở vùng đất cao.
Thời gian đăng: 13-04-2023