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纺织行业电能质量

发布日期:2019-01-10 浏览次数:350

  纺织厂的主要谐波设备:粗纱、细沙、抓棉、自络、梳棉、精梳、织机、等设备。产生大量的电力能源额外损耗和电网谐波污染。经过对其电能质量检测,确定5、7次谐波含量超标。


  典型负载

  通风设备:为了节约能源,纺织厂采用变频风机及空调。变频器是非常典型的谐波源,其电流畸变率达33%以上,会产生大量的5、7、11、13等(6n±1)次谐波;

  照明设备:由于纺织厂内部使用大量的节能荧光灯具,因此会产生大量的谐波电流,荧光灯接成三相四线负载时,中线上就会流过很大的三次谐波电流;

  粗纱、细沙、抓棉等设备:因为纺织过程中在生产线上使用了大量变频调速设备和整流器,而且在纱厂所用的各种大大小小的电机都带有变频等非线性负载,会产生大量的谐波电流,降低了整个系统的电能质量。

  纺织厂配电系统谐波特点如下表所示:

谐波源负载种类
谐波电流次数
谐波电流畸变率
照明设备、电脑等
3、5、7、9等(2n±1)次
(7~10) %
粗纱、细沙、抓棉等设备
3、5、7、9等(2n±1)次
(15~25)%

  产生危害

  谐波的危害具体表现在以下几个方面。

  1)变压器

  谐波电流和谐波电压将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。

  2)纺织生产线

  对于纺纱生产线,在生产过程中,谐波电流可造成出现误跳闸,那么有可能出现开卷或卷取过程中断,而纺纱也会因此崩断,轻则造成一定的经济损失,重则耽误工作计划进度,延长交货期,带来恶劣影响。

  3)电机设备

  由于谐波电流而导致电能质量不高,使得电机工作不稳定,会导致生产的纺纱质量不达标。

  4)计量仪表

  计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转矩,引起误差,降低精度,甚至烧毁线圈。

  5)电力电缆

  高频谐波电流会在导体中引起集肤效应,产生额外温升增加铜耗。特别是零序的3次谐波电流在中性线中是相互叠加的,使供电系统中的中性线电流很大,有的中性线上的电流还会超过相电流,使中性线发热,加速绝缘层老化,甚至引起火灾。此外当中性线上有较大的谐波电流时,导线的阻抗能产生大的中性线电压降,干扰各种微电子系统的正常工作。


  治理方案

  1利用SVG实现无功补偿

  为提高纺织厂供电可靠性和电能质量的传统做法是加设晶闸管投切电容、晶闸管控制电抗器和磁控电抗器等无功补偿设备,并采用LC滤波器减小谐波畸变的影响,与传统的无功补偿装置相比,基于大功率电力电子技术的SVG拥有相当的优势,SVG能够跟踪快速变化的负载进行时刻动态补偿,并具有无级调节等优势。

SVG选型:SVG的补偿容量一般按照变压器容量的30%来选择。

  2利用APF实现谐波治理

  纺织厂包括纺纱和织造两部分,由于生产线上使用了大量变频调速设备和整流器,产生了大量谐波,对工厂中的各种用电设备造成了严重的影响,产生大量的电力能源额外损耗和电网谐波污染。

  针对纺织厂系统谐波现状,治理谐波的最佳解决方案是采用有源滤波技术,一般而言,有源滤波器(受控电流源)与一个产生谐波的负荷并联连接,该受控电流源产生与负荷的谐波电流大小相同相位相反的补偿电流,以此来消除负荷产生的谐波对配电网的影响。

  APF选型:

  有源滤波器的设计容量=运行电流*电流畸变率

  注:为了使补偿效果更佳,一般留有裕量,因此一般在计算容量乘以1.2作为最后的配置容量。