Suqian Rongxin Metal: Lösung zur Oberschwingungsminderung und Blindleistungskompensation für Mittelfrequenzöfen

Diese Lösung zielt auf die schwerwiegenden Probleme der Netzqualität ab, die durch nichtlineare, oberschwingungsreiche Lasten wie Mittelfrequenz-Induktionsöfen bei Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products Co., Ltd. verursacht werden, und konzentriert sich auf eine Hochspannungs-Filterkompensationsanlage H5+H7+H11 mit einer Gesamtkapazität von 17550 kvar.

Basierend auf dem Designkonzept der präzisen Filterung, Blindleistungskompensation und Spannungsstabilisierung löst sie systematisch durch Oberschwingungen verursachte Geräteschäden, geringere Produktionseffizienz, Produktqualitätsprobleme und Energiekostenprobleme, sichert die Produktionskontinuität und den Produktertrag und erzielt dabei sowohl Energieeinsparungen als auch einen sicheren Betrieb.

Projektübersicht

1.1 Projektübersicht

Dieses Projekt dient der Produktionslinie für die Metallbearbeitung der Jiangsu Suqian Rongxin Metal Products Co., Ltd. Die Kernlast vor Ort ist der Mittelfrequenz-Induktionsofen (Mittelfrequenzofen). Während des Betriebs erzeugt eine solche Anlage große Mengen an charakteristischen Oberschwingungen (hauptsächlich die 5., 7. und 11.), begleitet von starken Blindleistungsschwankungen, was die Netzqualität des Systems erheblich verschlechtert.

1.2 Kernprobleme und Gefahren

Vor-Ort-Untersuchungen zeigen, dass eine schwere Oberschwingungsbelastung und ein Blindleistungsdefizit den Produktionsbetrieb in vier Dimensionen beeinträchtigen:

2.1 Verbesserungsziele

Basierend auf GB/T 14549-1993 "Netzqualität – Oberschwingungen in öffentlichen Versorgungsnetzen" und den Netzqualitätsstandards der metallverarbeitenden Industrie werden die folgenden Kernziele festgelegt:

• Oberschwingungsunterdrückung: Fokus auf die Filterung der dominierenden 5. und 7. Oberschwingung unter gleichzeitiger Behandlung der höherfrequenten 11. Oberschwingung, um die gesamte harmonische Spannungsverzerrung (THDu) erheblich zu reduzieren;
• Blindleistungskompensation: Anhebung des Leistungsfaktors des Systems nach der Kompensation auf über 0,95, um Strafen für die Blindleistungsanpassung zu vermeiden;
• Systemstabilität: Vermeidung von Parallel-/Reihenresonanz und Gewährleistung des sicheren Betriebs der Mittelfrequenzöfen und Transformatoren;
• Energieeinsparung: Reduzierung zusätzlicher Transformator- und Leitungsverluste sowie Verlängerung der Lebensdauer der Ausrüstung.

2.2 Auslegungskonzept

Angesichts des komplexen Oberschwingungsspektrums des Mittelfrequenzofens wird eine integrierte Strategie der "spektrumbasierten, abgestuften Filterung mit Haupt-/Nebenzweigkonfiguration" unter Verwendung dedizierter LC-Filterzweige angewendet:

• Minderung niederfrequenter Oberschwingungen (H5+H7): Filtert die häufigsten und schädlichsten niederfrequenten Oberschwingungen heraus und bietet gleichzeitig die Hauptstützung der Blindleistung bei Netzfrequenz – die beste Kosteneffizienz;
• Minderung hochfrequenter Oberschwingungen (H11): Unterdrückt die Oberschwingungspegel weiter, um die Normanforderungen zu erfüllen, reduziert die Erwärmung und Störung der Ausrüstung, vermeidet das Risiko einer hochfrequenten Resonanz und schützt die Steuerungs- und Online-Testausrüstung;
• Kombiniertes Schalten: Die drei Zweige werden entsprechend dem Oberschwingungsspektrum zugeschaltet, decken die von nichtlinearen Geräten wie Mittelfrequenzöfen erzeugten Hauptoberschwingungen ab und erreichen gleichzeitig Oberschwingungsfilterung, Blindleistungskompensation und Geräteschutz.

3. Kerntechnische Lösung

3.1 Konfigurationsübersicht

Um den Gesamtbedarf des Werks von 17550 kvar zu decken, wird die Hochspannungsfilterkompensationsanlage wie folgt konfiguriert: