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上海潘登新电源PDJN系列电力稳压系统 --彻底解决企业电源质量问题

发布时间: 2017-06-25       作者:上海潘登新电源有限公司      来源:http://www.pandeng.com      点击数:

电力电子技术的应用推动了近代电力系统的发展,大量的非线性用电设备广泛应用于冶金、钢铁、能源、交通、化工等工业领域,是电网的谐波污染状况日益严重,降低了系统的电能质量。高次谐波已成为工业用电的一大“公害”, 电力网中的谐波有多种来源,在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。必须采取有效的措施来加以抑制。


谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:以电力电子元件为基础的开关电源设备,如:各种电力变流设备(整 流 器、逆 变 器、变 频 器)、相 控 调速 和 调 压 装 置,大 容 量的电力晶闸管可控开关设备等,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压、电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

大量谐波电流流入电网后,由电网阻抗产生谐波压降,叠加在电网基波上,引起电网的电压畸变,致使电能质量变差。当注入公用电网的谐波超过一定值时,会对电网自身及用电设备的正常运行造成损害:在某些时段会使注入到电网的谐波电流对公用电网造成的谐波问题特别突出,这不但使接入该电网的设备无法正常工作,甚至造成故障,而且还会使供电系统中性线承受的电流超载,影响供电系统的电力输送。因此谐波问题得到各有关方面的高度重视。 

上海潘登新电源有限公司根据企业用电需求,公司综合无触点补偿式免维护电力稳压器及照明稳压节电柜的技术优势,研发生产的PDJN智能电力稳压节能系统,采用补偿式变压器制造技术,具有无触点稳压调压、功率因数提高、雷电浪涌防护、PLC控制系统等节能新技术。在保护后端用电设备的前提下,输出优质电源达到节电节能、降低企业运营成本的目的。

1.电力稳压节能系统

1.1PDJN系列电力稳压节能系统原理:

  PDJN系统以潘登新电源公司的无触点补偿调压技术为基础,运用触摸屏和单片机嵌入式系统控制整个装置的运行,进一步提高系统性能,实现交流大功率智能稳压和节能。

PDJN系统主要由输入采样电路、输出采样电路、单片机控制电路、调压电路、补偿电路、浪涌防护器和保护电路等几部分组成。原理框图见图1



                  图1 电力稳压节能系统原理框图

1.2控制电路

PDJN系列电力稳压节能系统主要在炼钢、纺织、自来水厂、石油化工、金属冶炼和机电等行业的用电大户企业中应用,因为现场环境的电磁干扰往往比较严重,电压偏高且波动大,故采用抗干扰能力强和隔离性能优良的触摸屏和单片机电路进行控制。单片机控制电路的硬件框图见图3。它由 单片机控制单元、触摸屏、电压/电流检测电路、A/D转换电路、I/O输入电路、输出驱动电路、I/O扩展电路、故障报警电路和直流电源等几部分组成。三相输入/输出电压、三相电流等模拟量经检测电路转换成适合A/D转换的信号,A/D转换电路将它们转换成对应的数字量和存入单片机的数据寄存器中。单片机程序将采集得到的实际值与设定值进行比较、运算,输出与运算结果相对应的信号,驱动调压电路的晶闸管开关的通断和改变补偿电路的补偿电压值,矫正过压输出或欠压输出。

2单片机控制电路的硬件框图

在单片机的控制下,PDJN系列电力稳压节能系统具有过载、过流、过欠压等故障报警和手自动旁路等功能。图4是单片机运行的软件流程图。

开机后,首先系统初始化,然后延迟和采样。若过流,则自动转旁路和报警。未过流,则检查电压参数是否在合适的范围内。若电压超过事先设置的范围且档位又到达了极限位置,则延迟和再次采样,仍不合适则自动转旁路或切断输出,并报警。一旦电压参数恢复到合适的范围内,则重新启动输出。若电压参数正常,单片机控制单元则对采集到的数据进一步处理和选择档位,驱动对应的晶闸管开关,输出调整和补偿/稳定输出电压。

            图3 单片机软件流程图

4中的触摸屏是PDJN系列电力稳压节能系统的人机界面。它通过RS485接口与单片机控制单元通信,交换数据。用户根据实际需要,可以操作触摸屏上的按键控制整个系统的启停;可以在触摸屏上调节输出电压(设定节能电压),设定和修改相关参数,对后端负载的供电电压和运行时间进行编程,然后,通过单片机控制单元输出给调压电路、保护电路或旁路电路。人机界面也可通过单片机控制单元实时显示采集得到的三相输入电压、输出电压、电流、频率、相序、工作状态(包括档位、故障报警状态)等。此外,触摸屏还具有故障记录和查询等功能。

为了在比较恶劣的工作环境中使用,PDJN系列电力稳压节能系统选用了性能优质,运转稳定,且已获得CEULROHS等多项认证的三菱触摸屏和威纶触摸屏。触摸屏内置电源隔离保护器,有效地保证了在各种复杂的配电环境中稳定运行;它具有简单灵活的中文可视化操作界面,很强的实时性,生动活泼的多媒体画面,良好的安全机制,强大的网络通信功能(PC上的应用程序透过HMI可直接读写、监控、调试现场设备等),多种报警方式,有效地提高了稳压节能系统的性能。

4是触摸屏实时显示电压、电流、频率、相序、功率等的一幅画面。


   4 触摸屏显示画面

2.1   浪涌防护和滤波

    PDJN系列电力稳压节能系统输入端装设了全模保护模式的三相浪涌保护器。既保护设备内电路和器件对地的绝缘,又保护两个输入端之间的电路和器件,即对浪涌经过的所有可能的线路都进行保护,有效地防止了沿电力线路侵入的浪涌电压对稳压节能系统和后面负载造成的伤害。此外,柜内安装了滤波器,用来清除和吸收高频谐波的能量,有效清除瞬变对系统用电设备的干扰或损坏,减少了由瞬变浪涌等引起的用电设备和线路损耗的增加,提高了整个系统的用电效率。    

2.2   PDJN系列电力稳压节能系统的型号规格与特性

PDJN系列电力稳压节能系统的常规输入电压范围为372V418V (补偿+2%~-10%),根据现场实际需求可量身定制;输出电压为三相 380V,≤±2%;额定容量为三相 600-3000kVA);频率为50/60Hz;响应时间﹤100毫秒;输出电压波形无谐波增量且能改善原电网的波形畸变;效率≥98%

   PDJN系列电力稳压节能系统的主要特性有:1. 以单片机和人机界面控制:可视化操作,直观方便,使用简单,控制功能丰富,抗干扰能力强,能够灵活方便地实施节电运行。2.无触点稳压调压: 无运动部件,无机械故障, 稳定可靠,能够长期免维护运行。因输出电压的响应速度极快,可避免电压波动对后端用电设备造成伤害。3.补偿调压节电:电压补偿由多个补偿变压器组合实现,采用了分相分级电压补偿技术,故容量更大、调压范围更宽。不论电网电压处于高峰或低谷,系统的输出电压都能稳定在用户的设定值上,因而节电效果显著,节电率约在5%-8%以上。4. 全模式雷电浪涌防护。5. 运行可靠安全:具有自动/手动旁路功能,一旦出现故障能够自动转到电网供电。

3    使用案例

    PDJN系列电力稳压节能系统已在众多用电大户中使用,并取得了很好口碑。现以某纺织企业为例,分析节约电能和降低企业运维成本的简况。一套三相2000kVA电力稳压节能系统,它可带负载功率为1300kW,以每天工作24个小时,节电率为6%,电费0.8/度,全年工作292天计算:

天耗电量:1300kW*24小时=31200

天节约电量:31200*6%=1872

天节约电费:1872*0.8/=1497.6

年节约电费:1497.6*292=437299

大约18个月内即可收回成本。设备的设计使用年限为15年,单从节约电费成本的效果来看,已可节约电费6559485元;若再考虑维护费用的减少,意义更大。显而易见,PDJN系列电力稳压节能系统具有很高的推广应用价值。     

经过20多年的持续稳健发展,我们公司已经发展成为在行业内具有相当知名度的规模企业,产品进入市场以来,以其创新设计、精湛工艺、优异品质,对产品细节与完美的不懈追求,以及为客户提供个性化的专业服务与多元化的解决方案,获得了客户的广泛好评,已成为行业用户最值得信赖的品牌。

 

标签:   高次谐波; 电网;谐波抑制 ;大功率交流稳压器; 嵌入式系统; 稳压节能   

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