APF & SVG – Ứng dụng trong các nhà máy sản xuất linh kiện ô tô

 

Vào tháng 2 năm 2023, để thúc đẩy việc tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, cải thiện an toàn điện và đảm bảo hoàn thành suôn sẻ các nhiệm vụ sản xuất, Công ty TNHH Linh kiện ô tô Gestamp (Kunshan) đã tổ chức cho các chuyên gia tiến hành đánh giá chất lượng điện và thu thập dữ liệu trên hệ thống phân phối và cung cấp điện áp thấp-. Các xưởng của công ty sử dụng rộng rãi các thiết bị như máy dập, máy hàn laser và thiết bị sưởi điện. Mặc dù những điều này đơn giản hóa các quy trình và nâng cao hiệu quả, nhưng hoạt động của chúng lại gây ô nhiễm lưới điện bên trong, dẫn đến chất lượng điện kém, gây ra cả mối nguy hiểm về an toàn sản xuất và tăng mức tiêu thụ năng lượng. Trước đây, hai máy biến áp 2500KVA sử dụng sơ đồ bù lò phản ứng bằng tụ điện ABB. Do thời gian hoạt động lâu (được đưa vào vận hành từ năm 2008 và hết bảo hành), các công tắc, cầu chì và tụ điện bên trong tủ đã bị hư hỏng ở nhiều mức độ khác nhau, đồng thời còn xảy ra sự cố hệ số công suất thấp, cần phải nâng cấp công suất phản kháng và bù lọc.

 

 

1. Hệ số công suất cực thấp:

Hệ số công suất đo được của máy biến áp số 4 và số 5 lần lượt là 0,42 và 0,275, thấp hơn nhiều so với giá trị 0,9 được quy định trong "Phương pháp tính phí điện điều chỉnh hệ số công suất". Điều này đòi hỏi phải có hình phạt đối với công suất phản kháng và giảm việc sử dụng năng lượng.

 

2. Nội dung hài hòa quá mức:

Theo "Chất lượng điện năng - sóng hài trong lưới điện công cộng" (GB/T 14549-93), hàm lượng sóng hài hiện tại của máy biến áp số 4 là 10,1%, với các dòng điện hài thứ 3, 5, 7, 11 và 13 lần lượt là 31,5A, 100,4A, 55,3A, 10,2A và 31,3A. Hàm lượng hài dòng điện của máy biến áp số 5 là 11,2%, với các dòng điện hài tương ứng là 23,1A, 136,3A, 76,4A, 18,8A và 14,2A. Nhiễu sóng hài ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị.

 

3. Lỗi thiết bị thường xuyên:

Sơ đồ bù tụ điện và điện kháng ban đầu có tác động lớn đến lưới điện do thời gian kết nối ngắn và dòng điện lớn của phụ tải (máy dập, hàn laser, v.v.). Điều này dẫn đến việc chuyển mạch công tắc tủ bù thường xuyên, khiến điện dung của tụ điện bị suy giảm, phồng lên, rò rỉ và thậm chí bắt lửa, cũng như cháy cầu chì, cháy hồ quang công tắc và các lỗi khác, đe dọa đến an toàn điện.

 

 

Bộ tụ điện hiện tại sẽ được nâng cấp bằng cách sử dụng kết hợp "SVG (Bộ tạo biến tĩnh) + APF (Bộ lọc công suất chủ động)" như sau:

• Mục tiêu giải pháp:Nâng hệ số công suất phía thanh cái 0,4kV lên trên 0,92, tránh bị phạt công suất phản kháng; lọc một số sóng hài, giảm thiểu sự cố thiết bị; hạn chế hiện tượng dao động, chập chờn điện áp, ổn định điện áp hệ thống và giảm tỷ lệ hỏng hóc của thiết bị cấp điện.
• Sơ đồ cấu hình:Hai dãy tụ điện (5D1 và 5D2) sẽ được cấu hình cho mỗi máy biến áp số 4 và số 5. Tủ #5D1 sẽ có công suất bù 600kvar, được trang bị 6 bộ SVG x 100kvar; tủ #5D2 sẽ có công suất bù 300A + 400kvar, được trang bị 4 x 100kvar SVG và 2 x 150A APF. Ba máy biến dòng tỷ lệ 5000/5 mới sẽ được thêm vào mỗi tủ. Bảng điều khiển sẽ được thay thế, đồng thời{23}}các thanh chịu lực và dầm bên sẽ được bổ sung vào bên trong tủ. Một quạt nhiệt độ tự động sẽ được lắp đặt.
• Các bước thi công:Giữ lại tủ tụ điện và công tắc chính nguyên bản, tháo bỏ các linh kiện khác; lắp đặt xà ngang, giá đỡ, thiết bị bù bộ lọc SVG+APF và màn hình; tiến hành chạy thử tải và đưa vào vận hành. Chu kỳ sửa đổi của mỗi thiết bị dự kiến ​​là 3-4 ngày.

 

 

(I) Lợi ích kinh tế trực tiếp

Tiết kiệm năng lượng đạt được bằng cách giảm tổn thất đường dây và máy biến áp: Sau khi bù, dòng điện vận hành trung bình của hệ thống giảm từ 2300A xuống 2150A. Tính toán cho thấy hai máy biến áp có thể tiết kiệm ít nhất 116.946 kWh điện mỗi năm, tương ứng tiết kiệm được khoảng 280.000 nhân dân tệ tiền điện. Đồng thời, tránh được các thiệt hại về công suất phản kháng do hệ số công suất dưới tiêu chuẩn gây ra, cải thiện việc sử dụng điện năng.

 

(II) Lợi ích gián tiếp

1. Cấp độ thiết bị và hệ thống:

Giảm dòng điện phản kháng và dòng điện hài làm giảm tổn thất và nhiệt độ của máy biến áp và đường dây, giảm độ rung, làm chậm quá trình lão hóa cách điện của thiết bị, kéo dài tuổi thọ của thiết bị điện hơn 30% và giảm 20% chi phí bảo trì hàng năm; tỷ lệ lọc sóng hài đạt trên 97%, đáp ứng tiêu chuẩn GB/T 24337-2009, tránh các hỏng hóc thiết bị do sóng hài gây ra (chẳng hạn như động cơ quá nhiệt và cháy nổ, hư hỏng hệ thống PLC/DCS), cải thiện việc sử dụng máy biến áp và đạt được hiệu quả mở rộng công suất.

 

2. Các khía cạnh sản xuất và an toàn:

Ổn định điện áp hệ thống, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng (tỷ lệ tiết kiệm năng lượng 5{1}}8%), giảm lỗi trong thiết bị sản xuất có độ chính xác-cao và giảm tỷ lệ phế liệu sản phẩm; giảm hiệu ứng làm nóng vỏ cáp và làm nóng loại không quá dòng trong các công tắc, giảm nguy cơ cháy cáp và vô tình vấp phải công tắc; giảm hiện tượng nhấp nháy ánh sáng, ngăn ngừa hội chứng xây dựng trong nhân viên và đảm bảo an toàn sản xuất và sức khỏe nhân viên.

 

3. Lưới điện và các khía cạnh môi trường:

Giảm tổn thất đường dây điện và chiếm dụng công suất máy biến áp thượng nguồn, giảm nhiễu sóng hài đối với thông tin liên lạc, thiết bị điều khiển tự động, đo lường và bảo vệ rơle, đồng thời cải thiện an toàn lưới điện; tiết kiệm năng lượng, đáp ứng yêu cầu tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, bảo vệ môi trường.