1.Ievads: konteksts un nozīme
1.1. Pašreizējais harmoniskā piesārņojuma stāvoklis elektrotīklā
Strauji attīstoties rūpnieciskajai automatizācijai un jaunām enerģētikas tehnoloģijām, būtiski pieaugusi nelineāro slodžu (piemēram, frekvences pārveidotāju, taisngriežu, elektriskā loka u.c.) izplatība elektrotīklos. Šīs ierīces darbības laikā rada ievērojamas harmoniskas strāvas, izraisot sprieguma viļņu formas izkropļojumus, sprieguma svārstības, mirgošanu un trīs fāzu nelīdzsvarotību. Saskaņā ar statistiku harmoniskais piesārņojums rada vairāk nekā 30% rūpniecisko iekārtu atteices, katru gadu radot tiešus ekonomiskos zaudējumus miljardu juaņu apmērā.
1.2. Augstsprieguma sērijas reaktoru galvenā atrašanās vieta
Augstsprieguma{0}}sērijas reaktors ir galvenais aprīkojums harmonisko piesārņojumu novēršanai un elektroenerģijas kvalitātes uzlabošanai, izmantojot virknes rezonanses principu, lai slāpētu harmoniskās sērijas. Tās pielietojums var ievērojami samazināt kopējo harmonisko kropļojumu, stabilizēt sprieguma amplitūdu, palielināt jaudas koeficientu un pagarināt aprīkojuma kalpošanas laiku. Tas atbilst 519-2014 "Ieteicamā prakse energosistēmas harmoniskai kontrolei un Ķīnas GB/T 14549-1993" Jaudas kvalitātes harmonikas.
2. Augsta sprieguma sērijas reaktoru darbības princips: sērijas rezonanses slāpēšanas tehnoloģijas analīze
2.1. Sēriju rezonanses pamatteorija
Ja induktors (L) un kondensators (C) ir savienoti virknē, kopējo pretestību norāda šādi:
Avots: Ķēdes analīzes principi (Li Hansun)
2.2. Harmonisko slāpēšanas mehānisms
Izstrādājot reaktora parametrus (piemēram, induktivitātes vērtību L), lai saskaņotu rezonanses frekvenci fr ar mērķa harmoniku sēriju (piemēram, piektās harmonikas rezonanses frekvence ir 250 Hz), piektajai harmonikai tiek izveidots zemas pretestības ceļš, lai novērstu tās ieplūšanu elektrotīklā. Izmērītie dati liecina, ka pēc reaktora uzstādīšanas 5 harmonisko strāvu vājināšanās līmenis var pārsniegt 70%, THD var samazināt no 8% līdz mazāk nekā 3%.
Atsauce: Pētījums par sērijveida reaktoru pielietojumu harmoniskajā slāpēšanā (Elektriskās elektronikas tehnoloģijas tēze)
3. Augstsprieguma sērijas reaktoru veids un izvēle: dažādu tīkla risinājumu atbilstība
3.1. Strukturālo tipu salīdzinājums
TypeOil-Imerded ReactorDry-Type Reactor Siltuma izkliedes veiktspēja
Lieliski (eļļas cirkulācijas dzesēšana)
Atšķirība (atkarīga no gaisa konvekcijas)
Jaudas diapazons
Liels (piemērots augsta sprieguma un lielas strāvas situācijām)
Mazs (vidēja{0}}un zema sprieguma{1}}scenārijiem)
Piemērota vide
Ārā (nepieciešams sprādziendrošs dizains)
Iekštelpās (videi prasīgas ainas)
Remonta izmaksas
Augsts (nepieciešamas regulāras eļļas maiņas un eļļas kvalitātes pārbaude)
Zems (bez apkopes-)
Atsauce: Siemens un ABB Reactor tehniskās rokasgrāmatas
3.2. Taustiņu parametru izvēle
Reactance Rate (%): izvēlēts harmoniskā secībā. Piemēram, piecu harmoniku slāpēšanai nepieciešama 5% pretestība, bet septiņu harmoniku slāpēšanai nepieciešama 7% pretestība.
Nominālā strāva un temperatūras paaugstināšanās: jāatbilst slodzes jaudai, lai izvairītos no pārkaršanas un atteices. IEC 60076-6 nosaka temperatūras paaugstināšanās ierobežojumu 100 K (apkārtējā temperatūra 40 grādi) reaktoriem.
Avots: IEC 60076-6 Strāvas transformatori un reaktors
4. Augstasprieguma sērijas reaktoru galvenā loma harmoniskā slāpēšanā
4.1. Harmoniskās slāpēšanas gadījuma izpēte nelineārām slodzēm
Piemēram, pēc reaktora uzstādīšanas frekvences pārveidotāju radītais harmonikas spektrs galvenokārt ir 5 un 7 harmonikas:
Piektā harmoniskā strāva samazinājās no 120A līdz 35A ar vājinājuma pakāpi 70,8%.
7. harmoniskā strāva samazinājās no 80A līdz 20A ar vājinājuma pakāpi 75%.
Avots: Tērauda rūpnīcas harmonikas slāpēšanas projekta lauka testa ziņojums
4.2 Samazinājuma ietekme uz kopējo harmonisko kropļojumu
Izmantojot PSCAD/EMTDC simulāciju, THD vērtību izmaiņas pirms un pēc reaktora uzstādīšanas bija šādas:
Aina pirms instalēšanas Aina pēc instalēšanas UzstādīšanaUzlabošanas RateIndustrial Park Grid
7.8%
2.9%
62.8%
Jaunas enerģijas stacijas Tīkla pieslēgums
6.5%
2.1%
67.7%
Avots: PSCAD/EMTDC simulācijas
V. Visaptveroša elektrotīkla elektroenerģijas kvalitātes uzlabošana, izmantojot augstsprieguma sērijas reaktorus
5.1. Sprieguma svārstības un mirgošanas slāpēšana
Reaktors stabilizē sprieguma amplitūdu, absorbējot reaktīvo jaudu. Piemēram, industriālā parka energoefektīvās{1}renovācijas projektā pēc reaktora uzstādīšanas:
sprieguma svārstību diapazons samazinājās no ±8% līdz ±3%.
Atbilstība GB/T 12326-2008. gada elektroenerģijas kvalitātes un sprieguma svārstību un mirgošanas prasībām.
Avots: Industriālā parka energoaudita ziņojums.
5.2. Jaudas koeficienta uzlabošana un aprīkojuma kalpošanas laika pagarināšana
Reaktors samazina reaktīvās jaudas zudumus un uzlabo līnijas pārvades efektivitāti. Izmērītie dati rāda:
Jaudas koeficients tika palielināts no 0,75 līdz 0,95, un līnijas zudumi tika samazināti par 36%;
Transformatoriem, kabeļiem un citām iekārtām ir samazināts pārkaršanas risks, un vidējais kalpošanas laiks ir no 5 līdz 8 gadiem.
Avots: ziņojiet par apakšstacijas enerģijas taupīšanas{0}renovācijas projektu.
6. Augstsprieguma sērijas reaktoru uzstādīšana un apkope: atslēga ilgstošas ​​un stabilas darbības nodrošināšanai{2}
6.1. Uzstādīšanas vieta un elektroinstalācijas specifikācijas
Vietas izvēle: uzstādīta netālu no nelineārās slodzes puses, saīsinot harmonikas izplatīšanās ceļu;
Elektroinstalācijas metode: Zvaigznes savienojums (Y) ir piemērots trīs-fāzu līdzsvara slodzei, un trīsstūra savienojums (Δ) ir piemērots trešās harmonikas slāpēšanai.
Atsauce: GB 50227-2017 šunta kondensatora ierīču konstrukcijas specifikācija
6.2. Kārtējā pārbaude un kļūdu novēršana
Pārbaudes punkti: temperatūras paaugstināšanās uzraudzība (mazāka vai vienāda ar 100K), izolācijas pretestības pārbaude (mazāka vai vienāda ar 100M), trokšņa anomāliju izmeklēšana (mazāka vai vienāda ar 65dB);
Bieži sastopamās kļūdas: spoles īssavienojumi (40%%), novecojoša izolācija (30%%), kam nepieciešama regulāra profilaktiskā apkope.
Avots: TBEA Reactor Repair Guide
7. Secinājumi un perspektīvas
7.1. Neaizvietojamība
Augstsprieguma tandēma reaktors izmanto virknes rezonanses principu, lai precīzi slāpētu harmonikas, kas kļūst par galveno aprīkojumu, lai uzlabotu elektrotīkla elektroenerģijas kvalitāti un nodrošinātu iekārtas drošu darbību. Tehnoloģijai ir augsts briedums un ievērojama naudas vērtība. To plaši izmanto rūpniecībā, jaunās enerģijas un dzelzceļa transportā.
7.2. Nākotnes tendences
Inteliģenta uzraudzība: integrēta IoT tehnoloģija, kas nodrošina reāllaika datu vākšanu{0}} un kļūdu brīdinājumus;
Jauni materiālu lietojumi: augstas -temperatūras supravadītāju reaktoru izstrāde, lai samazinātu zudumus un palielinātu jaudu.
Atsauces:
519-2014 ieteicamā prakse energosistēmu harmoniskai vadībai
GB/T 14549-1993. gada strāvas kvalitāte — harmonikas
"Ķēdes analīzes principi" (Li Hansun)
Siemens un ABB Reactor tehniskās rokasgrāmatas
Lauka testa ziņojums par tērauda rūpnīcas harmoniskās vadības inženieriju