Неделя, 09 Май 2010 15:18
Новини:

EPCOS AG в стоманената индустрия

Валцовъчните машини за производство на стомана изискват голямо количество енергия, за оформянето на горещия метал в листове, пръти и други профили. Тайландската компания Thai Steel Profile не прави изключение. За да се произвежда висококачествена армировъчна стомана, при капацитет до 320 000 тона, ел. захранването на Thai Steel се състои от 6 трансформатора, с обща мощност от 15MVA. Докато 2 от трансформаторите (трансформатори 5 и 6, вижте таблицата) захранват линейни товари, 4 трансформатора (от 1 до 4) с обща мощност 11MW са предназначени основно за захранване на нелинейните товари на валцовъчните постояннотокови двигатели с инверторно задвижване.

Таблица: Данни за трансформаторите и товарите

Трансформатор 1

22/0.64 KV, 3 MVA

  3 DC двигателя с мощност 250 KW
  2 DC двигателя с мощност 350 KW
   
Трансформатор 2

22/0.64 KV, 3 MVA

  3 DC двигателя с мощност 250 KW
  2 DC двигателя с мощност 350 KW
   
Трансформатор 3

22/0.64 KV, 2.5 MVA

  1 DC двигател с мощност 250 KW
  3 DC двигателя с мощност 350 KW
   
Трансформатор 4

22/0.64 KV, 2.5 MVA

  1 DC двигател с мощност 250 KW
  3 DC двигателя с мощност 350 KW
  1 DC двигател с мощност 172 KW
   
Трансформатор 5

22/0.4 KV, 2.0 MVA

 

AC двигатели с и без честотни преобразуватели

   
Трансформатор 6

22/0.4 KV, 2.0 MVA

 

AC двигатели и ел.инсталации

За да се гарантира качеството на продуктите, които се използват в строителството на високи сгради, промишлени предприятия, пътища, мостове, магистрали, язовири, летища и т.н., компанията Thai Steel инвестира не само във висококачествени машини, а и в развитие на процесите. По тази причина, компанията инсталира още в началото система за компенсация на реактивна мощност, с цел подобряване качеството на енергията и пестене на енергия.

Основните цели бяха:

  • Предотвратяване на резонанс и намаляване на хармониците
  • Предотвратяване падовете на напрежение и повишаване стабилността на напрежението
  • Намаляване на реактивната мощност
  • Намаляване загубите в трансформатора и в кабелите
  • Намаляване консумацията на мощност
  • Увеличаване срока на експлоатация на ел. съоръженията, и подобряване на използването на наличните мощности, като по този начин се повишава капацитетът на производство.

За съжаление кондензаторните батерии, които са били фабрично инсталирани в системата за компенсация на реактивна мощност (10 x 150 kvar, 760 V за ТР1, ТР2, ТР3 и ТР4) са се пръснали или били повредени след само няколко години експлоатация. Ето защо Thai Steel искали да намерят обяснение за преждевременната повреда и прилагане на нови надеждни решения възможно най-бързо. По тази причина производителите на стомана се обърнаха към ITM - Тайландска ел. инженерингова компания, специализирана в областта на компенсацията на реактивна мощност, предлагаща продукти, произведени от фирма EPCOS AG, Германия. Фирма ITM е една от малкото местни инженерингови компании с необходимия инженерингов опит и апаратура за измерване и анализиране на ел. мрежата и качеството на мощността и напрежението.

Фиг. 1: Доклад от анализа на мрежата

Общ RMS:

356.66 V

DC Ниво: 0.15 V
Основен (H1) RMS: 356.53 V
Общо хармонично изкривяване THD: 4.92 %FND (Even: 0.41 %FND, Odd: 4.90 %FND)
 

Анализи на мрежата и извадка от анализа на мрежата според EN 50160.

Решението

Главният мениджър на ITM - Thumrongdej Mungcharoen, който има над 20 години опит в сферата на компенсацията на реактивна мощност и елиминиране на хармониците бе извикан, за да се идентифицират причините за повредите. За да се провери качеството на мощността като цяло и по-специално хармониците, той инсталира енергиен анализатор, който събира възможно най-много данни (фиг.1). При оценяване на измерените данни, ITM откри най-високи стойности на THD по ток (THD-I), както и силно колебание на общото хармонично изкрияване по напрежение (THD-V). THD-I имат стойности от 35 до над 200 процента, докато средните стойности на THD-V варират между 2 и 6 процента. За предпазване на кондензаторите, а също и намаляване хармоничното замърсяване, ITM предложи инсталиране система за компенсация на реактивна мощност с инсталиране на антирезонансни реактори.

“Базирайки се на нашия анализ, ние препоръчваме първоначално инсталираните 760 V кондензатори да бъдат заменени с 800 V MKK кондензатори от серията PhaseCap® premium на EPCOS,” обяснява Mungcharoen. Новите кондензатори да бъдат инсталирани заедно с реактори, разработени специално за приложения с големи натоварвания и – за разлика от кондензаторите – са работили нормално.

Цитат

Thumrongdej Mungcharoe

“Една система за компенсация на реактивна мощност, която отговаря на всички изисквания, дори на най-трудните условия може да бъде проектирана с правилното ноу-хау надеждни компоненти.” Thumrongdej Mungcharoen, главен мениджър на ITM, Тайланд

Thai Steel тогава поръчали на фирма ITM да се инсталират четиринадесет стъпки от по 170kVAr при 800V, всяка оборудвана с шест кондензатора PhaseCap premium MKK800-D-25-11 и един кондензаторPhaseCap premium MKK800-D-20-11.

Серията PhaseCap premium, която се използва успешно при вятърни генератори и индустриални приложения от много години, предлагат няколко основни характеристики и предимства:

  • Способност да издържат изключително висок пусков ток - до 300 пъти номиналния
  • Експлоатационен живот до 130 000 ч.
  • Сухи кондензатори - газово импрегнирани с азот, NON PCB
  • Одобрена MKK технология
  • Тройна система за безопасност

След инсталацията през 2007г., ITM повториха измерванията си, демонстрирайки че PhaseCap premium кондензаторите не само значително подобряват cos (phi), а също така и стойностите на общото хармонично изкривяване. THD-V се намали до 1 - 5 процента, а THD-I между 20 и 80 процента. Благодарение на постигнатия успех на инсталирането и функционирането на кондензаторите PhaseCap premium, през Юли 2008 TSC реши да се обзаведе с допълнителни седем стъпки с кондензатори Un = 800 V.

Фиг 2: Конфигуриране на кондензаторната уредба на THAI STEEL

Цялостната филтро-компенсираща система се състои от 10 стъпки по 150 kvar, 7% фактор на разстройване. Всяка стъпка се превключва посредством капацитивен контактор.

Разстроени системи за компенсация

Разстроените системи за компенсация на реактивна мощност се използват във всички случаи на високо хармонично изкривяване. В допълнение към намаляването на реактивната мощност, те също така са способни значимо да намалят хармониците в системата. Експлоатационният живот на кондензатора и на цялата система също е повишена, благодарение на намаляването на хармониците. Разстроените системи за компенсация се състоят от кондензатор и филтриращ реактор, настроен в предварително зададен диапазон, което се отразява в последователна резонансна верига (Фиг. 2). По този начин, естествената резонансна честота на системата е под доминиращия хармоник и не близко до някой съществуващ хармоник. В инсталацията на Thai Steel, петият хармоник (250 Hz) е доминиращ. По тази причина, резонансната честота на филтриращата верига е проектирана за 189 Hz, което означава че системата за компенсация следователно има фактор на разстройване 7 процента (Фиг. 3).

Фиг. 3: Импеданс с и без разстройващи филтри

Разстроената система за компенсация може значимо да намали хармониците в системата.

Извършените измервания преди и след новата инсталация и оценката на стойностите показа, че целите на Thai Steel бяха напълно спазени (Фиг. 4). Стойностите на THD по ток и напрежение бяха значително подобрени, което доведе до подобряване качеството на мощността и стабилизиране на захранването.

Фиг. 4: Хармоничен ток в разстроена кондензаторна уредба

Симулиран хармоничен ток (в червено) с и без компенсация при 7 процента фактор на разстройване.

Предизвикателствата, пред които са поставени Thai Steel ясно показват, че е необходимо много повече от просто комбиниране на няколко компонента, за да направите една система за компенсация на реактивна мощност ефективна. Базирайки се на инженерни познания, оценяването на съществуващите условия и измерването на ключовите параметри, ККУ и качеството на мощността, специалистите от ITM създадоха решение заедно с EPCOS, разработено да отговори на изискванията на производителя на стомана. Успехът при Thai Steel е добро доказателство за предимствата на решенията за качеството на мощността на EPCOS.

Автор: Lukas Motta, Product Marketing Manager, Power Factor Correction

СТИМАР ЕООД

СТИМАР ЕООД

Продуктов мениджър