2 改善方案
按照平板切纸机运行工作原理,实施既定工艺改进和技术改造方案,该纸业公司购买了7套ELSPEC公司的EQ低压动态无功补偿系统。该EQ低压动态无功补偿是采用晶闸管作为开关,投切电力电容器组,实现无功补偿的装置。该装置能有效改善用电负荷的功率因数;采用的特定电感器可有效防止谐波放大,吸收大部分谐波电流,达到谐波治理的目的。使用该装置,合并节省了3套配电系统(6kV高压柜和2MVA变压器),效益大大超过了投资。
(1)步骤一。在低压侧增加无功动态补偿器,以适应切纸机负载快速脉动的调整,提升功率因数至0.9以上(如图3所示)。6kV以上不需要改善。
(2)步骤二。新增无功动态补偿器后,回路中无功电流大大减小,可合并两回路,省出一台变压器及6kV高压供电系统。
3 ELSPEC EQ660动态无功补偿系统介绍
EQ动态无功补偿装置采用先进的控制理论和高质量的电子元件,实现快速晶闸管投切电容器组补偿无功。控制器通过采用主开关或负载开关的电流和系统的电压信号,快速计算(4ms)出有功功率、无功功率、功率因数、电流电压、谐波含量、电压电流畸变率、波形、谐波分布、电压闪变、跌落等电能质量数据后;再计算出要达到目标功率因数所需的无功量,然后输出触发信号(1ms)去投入所需无功的电容器组。当系统所需无功减少时,EQ动态补偿装置会在5~20ms内切除全部需要去掉的无功,实现真正的实时补偿无功功率。快速晶闸管在投切电容器组时采用零点投切技术,即快速晶闸管两端电压相等时导通开关,电容器电流为零,故对电网、电容器无冲击,可大大延长电容器的使用寿命。EQ系统的电容器组串联了7%的电抗器,电抗电容谐振频率调整在189 Hz,这样的组合既可有限预防并联谐振的发生,也可滤除20%左右的谐波。EQ装置还使用了动态扫描功能,使每个电容器组能被平均使用,这样可延长电容器使用寿命。
4 改善工作运行状态效果分析
投入EQ动态补偿装置后,变压器的冲击电流明显减小,负荷电流也有大幅降低,如图4所示。
投入EQ动态补偿装置后,变压器低压侧电压提高将近10v,如图5所示。
投入EQ动态补偿装置后,变压器输出的有功功率略有减少,但补偿装置有效抑制了有功功率的冲击,如图6所示。
投入EQ动态补偿装置后,变压器输出的视在功率明显减少(如图7所示),给两套切纸机MCC配电系统合并提供了有利基础。
EQ660动态补偿装置安装了7%的电抗器,有效抑制了并联谐振的发生并消除了部分谐波,所以投入补偿装置后电压畸变率明显减小(如图8所示),切纸机对电网的污染减轻。
补偿后,变压器输出的平均功率因数由补偿前的0.37提高到0.90以上,充分证明安装EQ动态补偿装置已达到了预期目标。
由以上实测数据可知,JAGENBERG平板切纸机MCC盘柜自使用ELSPEC无功动态补偿器后,达到了以下几方面的效果。
(1)改善了低压侧功率因数,功率因数达0. 9以上,从而降低了,总电流。
(2)减少了负荷容量,提高了变压器带载能力,减少了设备投资费用以及输电线路、变压器的损失。
(3)提高了变压器低压侧输出电压,有效减弱了电源闪变。
(4)吸收并抑制了电网内的部分谐波,减少了由谐波带来的损耗。