Время: 25 декабря 2023 г. |Источник: Акрел
Аннотация: С широким распространением электронных устройств нелинейные нагрузки возрастают, в результате чего гармоническое загрязнение в электросетях предприятий становится все более серьезным.Из-за неблагоприятного воздействия гармоник ухудшается качество электроэнергии, увеличиваются дополнительные потери, снижается надежность электросети, что нарушает нормальную работу оборудования электроснабжения и потребления предприятия, а также приводит к повреждению оборудования. электрические неисправности.На основе требований и текущей ситуации в области электробезопасности в данной статье анализируются функции и эффекты активных фильтрующих устройств в биофармацевтических безопасных системах электропитания.
Ключевые слова: гармоники, качество электроэнергии, активный фильтр.
1. Введение
В настоящее время на фармацевтических предприятиях широко применяются разнообразные силовые электронные устройства, где значительную долю составляют выпрямительные устройства.Источник питания постоянного тока, необходимый для инвертора, прерывателя постоянного тока и т. д., в основном поступает из схемы выпрямителя.Схема тиристорного фазорегулируемого выпрямителя или схема диодного выпрямителя является серьезным источником гармоник.Хотя единичная мощность электрооборудования невелика, их количество огромно, большая часть которых содержит импульсные источники питания.Различные типы импульсных источников питания и преобразователей частоты используются все чаще вместе с гармониками, генерируемыми люминесцентными лампами, так что гармоническое загрязнение источника питания становится все более заметным.Гармоники сети приводят к искажению формы напряжения и тока, в результате чего в энергосистеме компании и электрооборудовании происходит множество аномальных явлений и неисправностей.Эффективная защита от гармоник стала важной частью безопасной эксплуатации энергосистемы предприятия.Активный фильтр собирает ток гармоник через трансформатор тока, быстро рассчитывает и извлекает содержимое каждой гармоники с помощью ЦП, а также отправляет инструкции, заставляющие силовое устройство вырабатывать компенсационный ток равной амплитуды и направления, противоположного гармоническому току, и подает его. в электросеть, чтобы компенсировать гармонический ток в системе.
2. Ключевые характеристики качества электроэнергии в биофармацевтической промышленности
2.1 Биофармацевтическая отрасль имеет кластерное развитие.Развитие промышленных кластеров – неизбежная тенденция будущего.Биофармацевтика представляет собой совокупность процессов, требующих связи с различными звеньями, поэтому управление качеством электроэнергии особенно важно.Выход из строя оборудования или энергосистемы приводит к линейному снижению экономической выгоды.
2.2 Основными нагрузками являются насосы и двигатели с приводом от преобразователей частоты.Основным источником гармоник является преобразователь частоты с большим содержанием гармоник, что требует отдельной настройки APF для управления гармониками.
3. Источники гармоник в биофармацевтических системах электроснабжения и распределения.
С быстрым развитием фармацевтической промышленности появилось много современного оборудования, необходимого фармацевтической промышленности.Существует большое количество нагрузок насосов и двигателей, многие из которых оснащены преобразователями частоты.Большое количество применений преобразователей частоты приводит к значительному увеличению содержания гармоник в системе распределения электроэнергии.
В настоящее время большинство преобразователей частоты используют 6-импульсное выпрямление для преобразования переменного тока в постоянный, поэтому гармониками в основном являются 5-я, 7-я и 11-я.В то же время на фармацевтических предприятиях обычно имеются лаборатории и автоматические производственные линии с большим количеством прецизионных приборов, которые во многих случаях являются одновременно генераторами и жертвами гармоник.Гармоники будут влиять на нормальную работу оборудования в лаборатории, приводя к срыву проводимых экспериментов;Гармоники также повлияют на интеллектуальные контроллеры и системы ПЛК в автоматизированных производственных линиях, что приведет к выходу из строя оборудования автоматического управления.Таким образом, гармоничные проблемы фармацевтических предприятий имеют далеко идущие последствия и наносят серьезный вред, с которым необходимо срочно справиться.
3.1 Исследовательские станции и лаборатории
В лабораториях большое количество чувствительного оборудования нуждается в чистой сетевой среде для обеспечения нормальной работы системы, например, высокотехнологичные приборы, прецизионные приборы и измерительное оборудование, импульсные источники питания, инверторы-выпрямители, ИБП / EPS и т. д. которые также являются более крупными источниками гармоник.Лаборатории и другие места, где имеется большое количество импульсных нагрузок источника питания, будут создавать значительные 3-ю, 5-ю и 7-ю гармоники, поэтому следует обратить особое внимание на влияние тока 3-й гармоники на нейтральную линию.
3.2 Автоматические производственные линии
Ферментация является важной частью производства API, который производится в ферментере.С постоянным расширением производства продукции, обновлением новых процессов и увеличением количества новых сортов возникают различные требования к управлению ферментером, настройке частоты перемешивания и периода времени.В ситуациях с большими нагрузками, большим энергопотреблением, длительным циклом ферментации в последние годы предприятия по производству ферментации также использовали различные методы для обновления оборудования.Регулирование частоты позволяет не только удовлетворить требования производственного процесса, но и снизить потребление.Однако с постоянным совершенствованием автоматизации загрязнение электроэнергии оборудованием автоматизации также становится все хуже и хуже.Соответствующее вмешательство в систему автоматического управления также становится все сильнее.Требования к фильтрации и очистке источника питания для получения относительно стабильного и экологически чистого источника питания также становятся все выше и выше.
4. Практический случай
Возьмем в качестве примера проект по управлению качеством биофармацевтической электроэнергии в провинции Шаньдун: согласно отзывам ответственного за завод, в комплексном офисном здании завода происходит частое явление отключения, а реактор - в конденсаторном шкафу производства. Похоже, мастерская сгорела, а N-проводной кабель перегрелся.Ожидается, что основной причиной будет тот факт, что в комплексном офисном здании и производственном цехе имеется множество инверторных систем кондиционирования воздуха, компьютерного и коммуникационного оборудования, светодиодного освещения, насосов и т. д., которые будут генерировать гармоники и влиять на всю мощность. система снабжения и распределения.Теперь необходимо измерить распределительные помещения комплексного офисного здания и производственного цеха и дать соответствующее решение в соответствии с соответствующими данными о качестве электроэнергии.
4.1 Данные измерения гармоник в распределительном помещении комплексного офисного здания
| Данные измерения гармоник в распределительном помещении комплексного офисного здания | ||||||
| текущий | текущий уровень искажений | гармоническое содержание | 3-я гармоника | 5-я гармоника | 7-я гармоника | |
| A | 346А | 22,3% | 77.16А | 29,4А | 58,9А | 35,9А |
| B | 323А | 20,8% | 67.18А | 16,4А | 55,7А | 29,4А |
| C | 320А | 22,6% | 72.32А | 21,7А | 57.1А | 35,2А |
4.2 Данные измерения гармоник в распределительном помещении производственного цеха
| Данные измерения гармоник в распределительном цехе производственного цеха | ||||||
| текущий | текущий уровень искажений | гармоническое содержание | 3-я гармоника | 5-я гармоника | 7-я гармоника | |
| A | 152,71 | 88,03% | 134 | 78,1 | 52,85 | 32,54 |
| B | 130,14 | 81,9% | 106 | 63,56 | 42,39 | 27.81 |
| C | 155,84 | 83,54% | 130 | 78,56 | 51,99 | 30.52 |
| N | 220,74 | 223,1 | ||||
Из приведенных выше двух наборов данных измерений можно сделать вывод, что гармоники комплексного офисного здания в основном составляют 5-я и 7-я, а уровень искажений тока составляет до 22%.Пятой и седьмой гармониками можно централизованно управлять в распределительном помещении, чтобы исключить гармоническое воздействие на всю систему электроснабжения и распределения, трансформаторы, конденсаторные шкафы и другое электрооборудование, чтобы обеспечить нормальное производство биофармацевтических препаратов.Гармоники в распределительном помещении производственного цеха являются более серьезными, где 3-я и 5-я гармоники превысили национальный стандарт GB/T14549-1993 «Гармоники в сети общественного питания» 0,38 кВ, стандарт значения гармонического тока системы.Конденсаторные шкафы на объекте подключаются последовательно с реактивным сопротивлением 7%.3-я и 5-я гармоники поступают в конденсаторный шкаф, и ток гармоник накладывается на основной ток конденсатора, в результате чего рабочий ток конденсатора становится больше, а температура повышается, что приводит к перегреву и уменьшению срока службы конденсатора или приводит к повреждению конденсатора.
Для решения этих проблем можно использовать активные фильтрующие устройства, которые используют полностью цифровой метод управления DSP + FPGA и параллельно подключаются в системе.Они могут полностью компенсировать гармоники со 2-й по 51-ю или компенсировать отдельные гармоники, устранять гармоники в системе для предотвращения повреждений линии N и защищать цепи от пожара.
5. Вывод
С внедрением и углублением современных производственных процессов, энергетического оборудования и других передовых научных средств появляется большое количество нелинейного силового электронного оборудования, которое улучшает качество биофармацевтических препаратов, но также оказывает серьезное влияние на качество электроэнергии источника питания и система распределения всего предприятия одновременно, особенно научно-исследовательских лабораторий, где нагрузки разнообразны, а генерация и изменения гармоник имеют большую случайность и сложность.Изучив качество электроэнергии в системах электроснабжения и распределения в биофармацевтических зданиях и предложив разумное решение в сочетании с системной платформой, можно улучшить качество электроснабжения в биофармацевтических предприятиях, а также безопасную и экономичную работу сети и энергосистем. потребление можно уменьшить.
Использованная литература:
[1] Руководство по проектированию и применению корпоративных микросетей Acrel.Версия 2022.05
Время публикации: 26 декабря 2023 г.
