Ứng dụng bộ lọc hoạt động trong ngành dược phẩm sinh học

Thời gian: 25/12/2023 |Nguồn: Acrel

Tóm tắt: Với việc sử dụng rộng rãi các thiết bị điện tử, tải phi tuyến tính ngày càng tăng, dẫn đến tình trạng ô nhiễm sóng hài trong lưới điện doanh nghiệp ngày càng trở nên nghiêm trọng.Do tác động bất lợi của sóng hài, chất lượng điện ngày càng suy giảm, tổn thất tăng thêm, độ tin cậy của lưới điện giảm, khiến hoạt động bình thường của các thiết bị cấp và tiêu dùng điện của doanh nghiệp bị ảnh hưởng, thậm chí thiết bị bị hư hỏng gây ra. sự cố về điện.Dựa trên yêu cầu và thực trạng an toàn điện hiện nay, bài viết phân tích chức năng, tác dụng của các thiết bị lọc chủ động trong hệ thống cung cấp điện an toàn dược phẩm sinh học.

Từ khóa: sóng hài, chất lượng điện năng, bộ lọc tích cực

 

1. Giới thiệu

Ngày nay, các loại thiết bị điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp dược phẩm, trong đó thiết bị chỉnh lưu chiếm tỷ trọng lớn.Nguồn điện một chiều được yêu cầu bởi biến tần và bộ cắt DC, v.v., chủ yếu là từ mạch chỉnh lưu.Mạch chỉnh lưu điều khiển pha thyristor hoặc mạch chỉnh lưu diode là nguồn sóng hài nghiêm trọng.Mặc dù công suất đơn của thiết bị điện nhỏ nhưng số lượng rất lớn, hầu hết đều chứa nguồn điện chuyển mạch.Các loại nguồn điện chuyển mạch và bộ biến tần ngày càng được sử dụng nhiều, cùng với sóng hài do đèn huỳnh quang tạo ra, do đó tình trạng ô nhiễm sóng hài của nguồn điện ngày càng trở nên nổi bật.Sóng hài của lưới điện làm méo dạng điện áp, dòng điện nên xảy ra nhiều hiện tượng bất thường, sự cố trong hệ thống điện và thiết bị điện của công ty.Ngăn ngừa sóng hài hiệu quả đã trở thành một phần quan trọng trong hoạt động an toàn của hệ thống điện doanh nghiệp.Bộ lọc hoạt động thu thập dòng điện hài qua CT, nhanh chóng tính toán và trích xuất nội dung của từng sóng hài bằng CPU và gửi hướng dẫn để làm cho thiết bị nguồn tạo ra dòng bù có biên độ bằng nhau và ngược hướng với dòng điện hài rồi bơm nó vào vào lưới điện để bù dòng điện hài trong hệ thống.

2. Đặc điểm chính của chất lượng điện năng trong ngành dược phẩm sinh học

2.1 Ngành dược phẩm sinh học có sự phát triển theo cụm.Phát triển cụm công nghiệp là xu hướng tất yếu trong tương lai.Dược sinh học là sự kết hợp của nhiều quá trình, cần kết nối với nhiều mắt xích khác nhau nên việc quản trị chất lượng điện năng có tầm quan trọng đặc biệt.Một khi thiết bị hoặc hệ thống điện gặp sự cố sẽ dẫn đến lợi ích kinh tế giảm tuyến tính.

2.2 Phụ tải chính là máy bơm và động cơ được dẫn động bằng bộ biến tần.Nguồn sóng hài chính là bộ biến tần có hàm lượng sóng hài lớn, đòi hỏi cấu hình APF riêng để quản lý sóng hài.

 

3. Nguồn sóng hài trong hệ thống cung cấp và phân phối điện dược phẩm sinh học

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành dược phẩm, ngành dược phẩm cần có nhiều thiết bị tiên tiến.Hiện có một số lượng lớn máy bơm và động cơ, nhiều máy được trang bị bộ biến tần.Số lượng lớn các ứng dụng của bộ biến tần làm cho hàm lượng hài của hệ thống phân phối điện tăng lên rất nhiều.

Hiện nay, hầu hết các bộ biến tần đều sử dụng chỉnh lưu 6 xung để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều nên các sóng hài chủ yếu là bậc 5, 7 và 11.Đồng thời, trong các doanh nghiệp dược phẩm thường có các phòng thí nghiệm và dây chuyền sản xuất tự động với số lượng lớn các thiết bị chính xác, trong nhiều trường hợp vừa là máy phát điện vừa là nạn nhân của sóng hài.Sóng hài sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị trong phòng thí nghiệm, làm mất đi các thí nghiệm đang diễn ra;sóng hài cũng sẽ ảnh hưởng đến các bộ điều khiển thông minh và hệ thống PLC trong dây chuyền sản xuất tự động làm cho thiết bị điều khiển tự động bị lỗi.Vì vậy, vấn đề hài hòa của các doanh nghiệp dược có tác động sâu rộng và tác hại nghiêm trọng cần được quản lý gấp.

3.1 Trạm nghiên cứu và phòng thí nghiệm

Trong các phòng thí nghiệm, một số lượng lớn thiết bị nhạy cảm cần môi trường lưới sạch để đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường, chẳng hạn như dụng cụ công nghệ cao, dụng cụ đo lường và dụng cụ chính xác, bộ nguồn chuyển mạch, bộ biến tần chỉnh lưu, UPS / EPS, v.v. cũng là những nguồn sóng hài lớn hơn.Các phòng thí nghiệm và những nơi có số lượng lớn tải nguồn điện chuyển mạch sẽ tạo ra các sóng hài bậc 3, 5 và 7 đáng kể, trong đó chúng ta nên đặc biệt chú ý đến ảnh hưởng của dòng điện hài bậc 3 trên đường trung tính.

3.2 Dây chuyền sản xuất tự động

Quá trình lên men là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất API, được thực hiện bởi nhà lên men.Với việc liên tục mở rộng sản lượng sản phẩm, cập nhật các quy trình mới và ngày càng nhiều giống mới, có những yêu cầu khác nhau về việc kiểm soát thiết bị lên men, tần suất khuấy và điều chỉnh khoảng thời gian.Đối với các tình huống tải nặng, tiêu thụ điện năng lớn, chu kỳ lên men dài, trong những năm gần đây các doanh nghiệp sản xuất lên men cũng áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để tiến hành cải tiến thiết bị.Kiểm soát tần số vừa có thể đáp ứng yêu cầu của quá trình sản xuất vừa giảm mức tiêu thụ.Tuy nhiên, với sự cải tiến không ngừng của tự động hóa, tình trạng ô nhiễm điện do các thiết bị tự động hóa cũng ngày càng trầm trọng hơn.Sự can thiệp tương ứng với hệ thống điều khiển tự động cũng ngày càng mạnh hơn.Các yêu cầu về lọc và thanh lọc nguồn điện để có được nguồn cung cấp năng lượng xanh và tương đối ổn định cũng ngày càng cao hơn.

 

4. Trường hợp thực tế

Lấy dự án quản lý chất lượng điện dược phẩm sinh học ở tỉnh Sơn Đông làm ví dụ, theo phản hồi từ người phụ trách nhà máy, hiện tượng vấp ngã thường xuyên xảy ra trong tòa nhà văn phòng toàn diện của nhà máy và lò phản ứng trong tủ tụ điện của nhà máy. xưởng dường như bị cháy và cáp dây N bị quá nóng.Nguyên nhân chính được dự đoán là do có rất nhiều thiết bị điều hòa không khí biến tần, máy tính và truyền thông, đèn LED, máy bơm và các thiết bị khác trong tòa nhà văn phòng tổng thể và xưởng sản xuất sẽ tạo ra sóng hài và ảnh hưởng đến toàn bộ nguồn điện. hệ thống cung cấp và phân phối.Bây giờ, cần phải đo các phòng phân phối của tòa nhà văn phòng và xưởng sản xuất toàn diện, đồng thời đưa ra giải pháp phù hợp theo dữ liệu chất lượng điện tương ứng.

4.1 Dữ liệu đo hài hòa trong phòng phân phối của tòa nhà văn phòng tổng hợp

Dữ liệu đo sóng hài trong phòng phân phối của tòa nhà văn phòng tổng hợp
	hiện hành	tỷ lệ biến dạng hiện tại	nội dung hài hòa	hòa âm thứ 3	hòa âm thứ 5	hòa âm thứ 7
A	346A	22,3%	77,16A	29,4A	58,9A	35,9A
B	323A	20,8%	67,18A	16,4A	55,7A	29,4A
C	320A	22,6%	72,32A	21,7A	57,1A	35,2A

 

4.2 Số liệu đo sóng hài tại phòng phân phối xưởng sản xuất

Số liệu đo sóng hài tại phòng phân phối của xưởng sản xuất
	hiện hành	tỷ lệ biến dạng hiện tại	nội dung hài hòa	hòa âm thứ 3	hòa âm thứ 5	hòa âm thứ 7
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

 

Từ hai bộ dữ liệu đo lường trên, có thể kết luận rằng sóng hài của tòa nhà văn phòng tổng hợp chủ yếu là bậc 5 và 7 và tỷ lệ méo hiện tại lên tới 22%.Sóng hài thứ 5 và thứ 7 có thể được quản lý tập trung trong phòng phân phối để loại bỏ tác động hài hòa lên toàn bộ hệ thống cung cấp và phân phối điện, máy biến áp, tủ tụ điện và các thiết bị điện khác, nhằm đảm bảo hoạt động sản xuất dược phẩm sinh học bình thường.Các sóng hài của phòng phân phối xưởng sản xuất nghiêm trọng hơn, trong đó sóng hài thứ 3 và thứ 5 đã vượt quá tiêu chuẩn giá trị dòng điện hài hệ thống 0,38KV GB/T14549-1993 quốc gia.Các tủ tụ điện tại chỗ được mắc nối tiếp với điện kháng 7%.Sóng hài thứ 3 và thứ 5 chảy vào tủ tụ điện, dòng điện hài chồng lên dòng điện cơ bản của tụ điện, làm cho dòng điện hoạt động của tụ điện lớn hơn và nhiệt độ tăng cao, dẫn đến quá nhiệt và giảm tuổi thọ của tụ điện hoặc làm cho tụ điện bị hỏng.

Các thiết bị lọc hoạt động có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề này, sử dụng phương pháp điều khiển toàn bộ kỹ thuật số DSP + FPGA và được kết nối song song trong hệ thống.Chúng có thể bù hoàn toàn các sóng hài từ thứ 2 đến thứ 51 hoặc bù cho các sóng hài cụ thể, loại bỏ các sóng hài trong hệ thống để ngăn ngừa hư hỏng cho đường N và bảo vệ mạch điện khỏi cháy nổ.

 

5. Kết luận

Với sự ra đời và đi sâu của các quy trình sản xuất hiện đại, thiết bị điện và các phương tiện khoa học tiên tiến khác, một số lượng lớn thiết bị điện tử công suất phi tuyến đã xuất hiện, giúp cải thiện chất lượng dược phẩm sinh học nhưng cũng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng điện năng của nguồn cung cấp điện và hệ thống phân phối của toàn bộ nhà máy cùng một lúc, đặc biệt là các phòng thí nghiệm nghiên cứu khoa học, nơi phụ tải rất đa dạng và việc tạo ra các biến đổi hài hòa có tính ngẫu nhiên và phức tạp lớn.Bằng cách nghiên cứu chất lượng điện năng của hệ thống cung cấp và phân phối trong các tòa nhà dược phẩm sinh học và đề xuất giải pháp hợp lý kết hợp với nền tảng hệ thống, chất lượng cung cấp điện trong dược phẩm sinh học có thể được cải thiện cũng như sự vận hành an toàn và kinh tế của lưới điện và năng lượng. tiêu dùng có thể giảm.

Người giới thiệu:

[1] Hướng dẫn ứng dụng và thiết kế lưới điện siêu nhỏ Acrel Enterprise.Phiên bản 2022.05