石化行業(yè)生產(chǎn)線長、涉及面廣,自動化程度高,復(fù)雜的裝置間關(guān)聯(lián)度。由于生產(chǎn)的需要,存在大量快速變化的沖擊性負(fù)荷,電力負(fù)荷構(gòu)成也發(fā)生了質(zhì)的變化。大量非線性負(fù)載的接入不可避免地產(chǎn)生諸多電能問題:電壓的閃變及波動、功率因數(shù)低、無功消耗大、諧波干擾等。其中諧波干擾問題是影響石化行業(yè)電能質(zhì)量較為嚴(yán)重的問題。
天然氣管線壓氣站驅(qū)動壓縮機(jī)的變頻器一般功率在10~18MW之間,近年來,采用變頻器進(jìn)行壓縮機(jī)調(diào)速的壓氣站逐漸增多,以變頻器為代表的電力電子裝置已經(jīng)成為壓氣站電氣系統(tǒng)中主要的諧波源。由于變頻器由大功率電力電子元器件組成,在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生高次諧波電流,從而對壓氣站的供電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。
石化和天然氣行業(yè)主要負(fù)荷有:
1.采用中低壓變頻與調(diào)速的鉆機(jī)、潛油泵、風(fēng)機(jī)等;
2.煉制環(huán)節(jié)的蒸餾、裂解、催化、加氫、糠醛等生產(chǎn)線(變頻器與 UPS),聚酯切片類負(fù)載。
UPS電源,大部分為6脈波的UPS不間斷電源設(shè)備,主要產(chǎn)生3次、5次、7次等諧波
變頻器的大量應(yīng)用,必將產(chǎn)生大量的5、7、11、13次諧波。
另外,變頻設(shè)備與整流設(shè)備廣泛應(yīng)用于許多行業(yè),其產(chǎn)生諧波情況大致如下:
6脈沖變頻設(shè)備主要產(chǎn)生5、7、11、13次諧波,使用較廣泛
12脈沖變頻設(shè)備主要產(chǎn)生11、13次諧波
6脈沖整流設(shè)備主要產(chǎn)生5、7、11、13次諧波,使用較廣泛
12脈沖整流設(shè)備主要產(chǎn)生11、13次諧波
由于生產(chǎn)的需要,石化行業(yè)中存在著大量泵類負(fù)載,并且不少泵類負(fù)載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使得石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量大大增加。目前絕大部分變頻器的整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖整流將交流電轉(zhuǎn)化為直流電,因此所產(chǎn)生的諧波以5次、7次、11次諧波為主。
諧波在石化系統(tǒng)中的危害主要表現(xiàn)在對電力設(shè)備的危害以及在計量方面的偏差。研究表明,諧波電流會使變壓器產(chǎn)生附加損耗,從而引起過熱,使絕緣介質(zhì)加速老化,導(dǎo)致絕緣損壞。諧波的存在會使視在功率增加,對變壓器的使用效率產(chǎn)生重大的負(fù)面影響。同時,諧波對電力系統(tǒng)中的電容器、斷路器、繼電保護(hù)設(shè)備都有直接的負(fù)面影響。對于很多測量儀表,并不能測量出真實(shí)的均方根值而是測量出平均值,然后假想波形為正弦波,乘以一個校正系數(shù)而得到讀數(shù)。在諧波嚴(yán)重時,這樣的讀數(shù)會有較大的偏差,從而造成計量偏差。
電能質(zhì)量問題的存在給石化行業(yè)帶來了嚴(yán)重危害,為此,東方博沃提供了一套完整的解決方案,具體如下:
序號 | 電能質(zhì)量問題 | 解決方案 |
1 | 功率因數(shù)低,無功需求大 | BW-SVG BW-LC BW-TSVG BW-UPQC BW-TSF BW-HFC |
2 | 諧波 | BW-APF BW-TAPF BW-LC BW-UPQC |
1、BW-TSF應(yīng)用于西安寶德自動化股份有限公司鉆井平臺