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NC AH系列电能质量产品在河北某生化药业的应用案例


引言

随着电力电子设备的普及应用,由非线性负载引起的谐波污染、电网功率因数低、三相不平衡等电能质量问题也得到越来越多用户的关注。对于功率因数降低和谐波增大的问题,过去通常采用配置无源电能质量治理装置来治理,如:无源滤波器、电容柜等,会增加客户的成本,并占用较大的安装空间,在无功补偿时还会存在过补偿或欠补偿的风险。现在市场上主要采用有源滤波器和静止无功发生器治理谐波和无功。

变频设备做为制药行业中常用的一种非线性负载, 工作时产生很高的谐波电流,对电网是一种污染,会造成电网电能质量降低等负面影响。而一个大型车间或产线上, 通常有很多这样的变频器,会产生大量的谐波,为了消除和抑制谐波污染,有必要对大量变频设备产生的谐波进行治理。

本文介绍上海能传电气有限公司的NC AH系列电能质量产品在河北某生化药业的实际应用情况。

图1:制药企业产线照片

制药企业产线照片

生化制药产业的电能质量问题

随着制药行业的迅猛发展,大量的变频及伺服系统在制药行业得到了广泛的应用,使得配电系统中的谐波含量大大增加,会导致电源波形产生畸变,因此以变频器为代表的电力电子装置是制药行业中最主要的谐波源之一,其对制药行业产生诸多危害:

图2:制药行业电能质量问题占比图

制药行业电能质量问题占比图

谐波使电气设备过热、绝缘老化、缩短设备使用寿命等问题:

    • 谐波会影响到实验室中设备的正常工作,使得正在进行的实验功亏一篑;

    • 谐波也会影响到自动化生产线的智能控制器、PLC 系统,使自动控制设备出现故障;

    • 引起伺服电机的附件发热,导致伺服电机的额外温升;

    • 高次谐波使变压器输出电压波形失真,输出电压会叠加由于开关开闭时引起的浪涌电压。该浪涌电压的峰值很高,容易破环伺服电机的绝缘;

    • 谐波容易引起伺服电机的转矩脉动,产生震动和噪声。

在许多国家制药企业的实验室、自动生产线都出现过谐波的影响而造成设备的故障。因此制药企业的谐波问题影响较为深远,危害性严重,急需治理。

能传电气电能质量产品在河北某生化药业的应用

河北某生化药业的主要设备为全交流变频驱动系统控制的电动机。由于采用的是大功率电力半导体器件进行控制,会产生大量的高次谐波,这些谐波严重影响现场用电设备的安全。

针对现场出现的电能质量问题,业主采用能传电气生产的有源电力滤波器治理谐波,此次采购清单如下:

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此项目为改造项目,配电房设计初期并没有预留滤波设备的空间,能传电气售前技术支持工程师通过现场实地考察并结合能传电气电能质量设备的安装特点,最后确定采用壁挂式的安装方式,这种安装方式成功解决配电室安装空间不足的难题。

壁挂式是针对配电房安装空间不足而设计的安装方式,此安装方式占地空间小、安装方便,在改造项目应用广泛。图3是NC AH有源电力滤波器现场安装图片。

图3:NCAH有源电力滤波器现场安装照片

NC AH有源滤波器现场安装照片

安装调试后,售后人员和业主共同对NC AH有源电力滤波器的补偿效果进行验证,我们采用FLUKE434 Power Quality Analyzer测量。图4是谐波治理前后的现场数据。

图4是谐波治理前后的现场数据

谐波治理前后的现场数据

补偿前系统中5次、7次和13次谐波含量比较高,谐波电流总畸变率高达22%,NC AH有源电力滤波器运行后,现场伺服电机的噪声明显降低,系统谐波电流总畸变率低于3.0%,满足国家标准《GB/T14549电能质量 公共电网谐波》要求。

结束语

本文介绍了能传电气NC AH有源电力滤波器在河北某生化药业的应用。目前主流的电能质量产品有:有源电力滤波器(APF)、静止无功发生器(SVG)、全控型智能电能质量校正装置(SPC),可以有效解决电网存在的谐波、功率因素低和电网三相不平衡等问题。NANCAL致力于发展电能质量产品,产品品种多、功能强大、效率高、稳定性好,不仅应用于国内的各行各业,还远销海外。

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