動態(tài)無功功率補償裝置在汽車焊裝車間的應用
1、補償裝置的響應時間
無功功率補償裝置的響應時間,是補償裝置最重要的指標之一,尤其在汽車工業(yè)的點焊機工況下,響應時間的快慢直接影響到鋼板焊接質(zhì)量。
ELSPEC動態(tài)無功功率補償裝置的響應時間已經(jīng)中國國家電控配電設備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心測試檢驗(檢驗報告編號為98電檢116—2)。補償裝置從網(wǎng)絡檢測、運算(控制器部分)到電子開關觸發(fā)可控硅模塊、直至投切電容器組實現(xiàn)無功補償,總的響應時間≤20ms。
2、降低浪涌電流,延長設備使用壽命
電子開關都要采用觸發(fā)單元觸發(fā)可控硅模塊,實現(xiàn)電容器組投入運行。為防止和減小在電容器投入時產(chǎn)生的浪涌電流(浪涌電流過大會影響電容器的壽命),電容器的投切過程是一個很重要的技術問題。
ELSPEC動態(tài)無功功率補償裝置采用了電流過零觸發(fā)技術,電容器組投入時不產(chǎn)生浪涌電流,不會對電容器及電子開關等器件造成損傷,延長了電容器、可控硅模塊的使用壽命(十年以上)。
3. 解調(diào)電抗器和電容器
根據(jù)國標GB50227-95<<并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范>>5.5用于抑制涌流和抑制諧波的電抗器,當并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波為5次及以上時,電抗率宜采用4.5%~6%;當并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波為3次及以上時,電抗率宜采用12%……因為一旦發(fā)生諧振,諧振電流將達到數(shù)百倍的電容器額定電流,足以損壞電容器,嚴重時甚至導致低壓配電系統(tǒng)的崩潰。
在常規(guī)有接點控制電容補償柜中,都沒有安裝7%的解調(diào)電抗器,電容器的使用壽命短甚至發(fā)生爆裂,與其都有一定的關系。近年來在歐美各國都十分重視這一問題,我們所見到的國外無功功率補償裝置,在電容器前都串接了該電抗器,諸如德國法蘭克公司、芬蘭諾基亞公司的產(chǎn)品。
ELSPEC動態(tài)無功功率補償裝置平衡補償系統(tǒng)中電容器前串接了7%的解調(diào)電抗器,在不平衡補償系統(tǒng)中電容器前串接了14%的解調(diào)電抗器,以防止電容器組與電網(wǎng)產(chǎn)生五次、三次諧波并聯(lián)諧振。
ELSPEC動態(tài)無功功率補償裝置選用的電容器為充氣自愈式、耐電壓(端對端) 2.15倍額定電壓10秒 、耐電壓(端對殼) 6000Vac10秒 、電容誤差±5%、介質(zhì)損耗小于0.25W/Kvar、使用環(huán)境溫度最高55℃、使用壽命100000小時。
4、控制器功能范圍
ELSPEC動態(tài)無功功率補償裝置的控制器內(nèi)設三相網(wǎng)絡分析儀,測量包括諧波在內(nèi)的所有電網(wǎng)參數(shù),并有獨特的自診斷和綜合的圖文報表功能,通過RS-485或RS-232通訊接口能與上位機實現(xiàn)通訊。使用戶對配電系統(tǒng)各種電力參數(shù)有全面的了解,可實時監(jiān)控焊裝車間生產(chǎn)設備的運行情況。
5、關于三相不平衡補償接線方式
汽車工業(yè)點焊設備絕大多數(shù)是用380V電源,由二相供電(L1—L2、L2—L3或L3—L1),通常三相負載的平衡問題在工廠供電設計時就已經(jīng)考慮,把點焊機的供電布局接近平衡,避免因三相不平衡而出現(xiàn)零序電流,所以在這種情況下通常采用三相平衡就可以了。參看歐美幾個大汽車公司的有關資料,點焊機的供電不平衡度為20%以下時,對供電網(wǎng)絡采用無功功率平衡補償無大礙,在不平衡度超過20%時,就應該考慮選用不平衡補償。
ELSPEC的三相不平衡補償系統(tǒng),補償電容器組額定電壓為440V,且電容器分為三組,每組分別連接L1-L2、L2-L3、L3-L1。當點焊機一旦工作,控制器同步進行網(wǎng)絡檢測分析,分別確定連接L1-L2、L2-L3、L3-L1電源上的點焊機所需的無功功率,并與設定的目標值比較,在小于20ms內(nèi)投切對應在L1-L2、L2-L3、L3-L1上的不同容量的電容器組,從而及時補償無功功率。
ELSPEC動態(tài)無功功率補償裝置的優(yōu)勢,最重要的是補償響應時間和補償電容器的接線方式。
國內(nèi)一些廠家宣稱補償響應時間≤20ms,但經(jīng)過現(xiàn)場使用時進行的詳細測試,表明補償響應時間均在60ms以上,當需要投切大的電容器組時,其裝置響應時間將更長,不能滿足點焊機所需的無功功率補償要求。
國內(nèi)有的廠家的三相不平衡補償系統(tǒng)實際為分相(單相)補償裝置,補償電容器組額定電壓為230V,分別連接在L1-N、L2-N、L3-N。首先由于電容器運行電壓低,電容量為相對相接法的1/3,選取單只數(shù)量增多,導致安裝困難、安全性降低;負荷點焊機分別連接的是L1-L2、L2-L3、L3-L1,由于補償時負荷不平衡,極易造成中性點電位偏移,致使某相電壓升高,某相電壓降低,此時電容器的容量發(fā)生變化,補償精度受到影響,尤其在出現(xiàn)嚴重不平衡時,電容器運行極不安全,如出現(xiàn)某相過補償或欠補償,將使零線電流太大導致保護開關誤動作,影響配電系統(tǒng)的安全可靠性。
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