当前位置:网站首页技术文章 > 浅谈有源电力滤波器及配电能效平台在污水处理厂中的应用
产品中心products

浅谈有源电力滤波器及配电能效平台在污水处理厂中的应用

文章更新时间:2023-07-03 点击量:139

【摘要】为了减少污水处理设备产生的各种谐波,使用有源电力滤波器进行谐波处理,通过确定主要谐波源、检测和计算谐波分量,大大降低了电力系统中三相电流的畸变率,提高了电能质量;谐波分量的抑制减少了谐波引起的电气设备故障,保证了电力系统的正常运行。


1.引言

目前,我国水污染问题日益突出,严重阻碍了经济社会的发展。污水处理厂作为污水处理的主要设施,在保护环境方面发挥着巨大的作用。污水处理系统范围广,容量大,设备多,直接影响人们的工作和生活。

根据国家标准,城市大中型污水处理厂的用电负荷等级通常考虑二级负荷,由两条高压线供电。为了保证供电的可靠性,厂内变电站通常设置两个变压器。

污水处理厂的主要电气设备是风扇和水泵。特别是曝气鼓风机、进水提升泵等设备,单机功率相对较大。此外,由于工艺需要,有许多设备由变频器控制。例如,曝气鼓风机通常由变频器调速控制,以调节生化池中的曝气量和供气压力,使生化处理达到良好的运行状态。进水提升泵通常由变频器调速,水泵的速度根据泵池的液位调节,从而实现恒液位控制。

污水处理厂自动控制水平相对较高,需要检测流量、液位、压力、水质分析等。在工艺处理过程中,采集主要工艺和电气设备的运行状态信号,设置自动控制和自动调节系统,以满足工艺设备的运行要求。以上都需要大量的PLC控制器来实现。

变压器、电机、变频器、PLC控制器等。在污水处理厂的正常运行过程中会产生大量的谐波,这是污水处理厂的主要谐波源。这些谐波会对工厂的配电系统和各种电气设备产生不同程度的影响和危害,从而带来安全隐患。


2.AcrelEMS-SW智能水务能效管理平台

2.1平台概述

从终端感知、边缘计算到能效管理平台,安科瑞电气拥有产品生态系统,AcrelEMS-SW智能水务能效管理平台通过安装保护、监控、分析和处理污水厂源、网络、荷载、储存和充电的关键节点,监测污水厂的总能耗和能耗强度,重点监测能源设备的能效,保护污水厂的安全可靠运行,提高污水厂的能效,为污水处理的能效管理提供科学精细的解决方案。


2.2平台组成

AcrelEMS智能水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控和能效管理系统组成,涵盖水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等。,帮助运维管理人员通过一套平台和一个APP实时了解水务配电系统的运行情况,并根据权限适用于水务后勤部门的管理需求。


2.3平台拓扑图



2.4平台子系统

2.4.1变电站综合自动化系统及电力监控

在35kV的水务配电系统中、继电保护和弧光保护配置10kV电压等级,实现遥测、遥信、遥控、遥控等功能,及时对异常情况进行预警。

监测电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。变压器、泵和鼓风机。


2.4.2电能质量监测与治理

通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标,分析其电能质量,并配置相应的电能质量控制措施,通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标,提高供电电能质量。


2.4.3电动机管理

电机监控实现了电机在水中的保护、远程测量、远程信任和远程控制功能。电机保护器可以保护、监控和报警过载、短路、缺相、漏电等异常情况。高效准确地反映故障状态、故障时间、故障地点及相关信息,并对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持PLC、配合软启动、变频器等,实现电机自动或远程控制,对各工艺设备进行监控和控制,确保正常生产。


2.4.4能耗管理

为水务建立计量系统,展示水务的能源流向和能源损失,通过能源流向图帮助水务分析能源消耗的去向,找出能源消耗的异常区域。

从多个维度对比分析所有相关能源参数,实现各工艺环节的能耗对比,帮助领导控制整个工厂的能耗、能耗、标准煤排放等情况。

能源消耗数据统计收集污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热消耗。,同比对比分析,计算总能耗和能耗强度,计算标准煤和CO2排放统计趋势。

能效分析按照三级计量结构分别进行能效分析,满足能源管理体系的要求,可以分析各车间/职能部门的能效水平,如同比、环比、标gan等。通过污水处理产量和系统采集的能耗数据,在污水单耗中生成污水单耗趋势图,进行同比和环比分析,同时对标行业/国家/国际先jing指标中的污水单耗,使企业能够根据产品单耗调整生产工艺,从而降低能耗。


2.4.5智能照明控制

该系统为污水处理厂、自来水处理厂、水泵站等提供照明控制管理方案,支持单一控制、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式。模块可以根据经纬度自动识别日出日落时间,尽可能利用自然光,实现室内和工厂照明的智能控制,达到安全、节能、舒适、高效的目的。


2.4.6电气安全

对配电系统电路的漏电电流和电缆温度进行监测,实现对污水厂、自来水厂、泵站的电气安全预警。

根据预设的应急预案,快速启动疏散计划,引导人员疏散。系统连接消防应急照明指示系统数据,通过平面图显示疏散指示灯的工作状态和异常情况。

对消防设备的工作电源进行监测,确保消防设备在发生火灾时能够正常投入使用。


2.4.7防火门监控系统

防火门监控系统集中控制防火门监控模块、电动闭门器、电磁释放器等各种终端设备的工作状态,实时监控疏散通道防火门的开启、关闭和故障状态,显示终端设备的开启、短路等故障信号。该系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接。当终端设备出现短路、断路等故障时,防火门监控器可以发出报警信号,可以指示报警部位,保存报警信息,保证电气安全的可靠性。


2.4.8环境监测

温度、湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池之间可燃气体浓度的展示和预警,以保证污水厂、自来水厂、泵站的安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标时,可以自动启动排气扇或新风系统,消除隐患,保持良好的水处理环境。


2.4.9分布式光伏监测

实时监控电流、电压、功率等电气参数,以及低压并网柜每道路的断路器开关状态,监控逆变器的运行,监控输入DC电压、DC电流、DC功率、逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电功率和累计发电量的逆变器DC侧每个光伏组串,曲线绘制上述监测的每个参数的历史数据。

结合工厂实际分布情况,平台通过3D或2.5D平面图显示屋顶和车棚内分布的分布式光伏组件,显示汇流箱和网点的位置,以及每个屋顶的安装容量。


2.4.10过程仿真监控

平台通过2D、3D方法实时监控粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备的运行状态。安装电机保护安装在低压电机控制柜或低压馈电柜中,如格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸沙泵、吸泥泵等。,用于短路、过流、过载、启动超时、断相、不平衡、低功率、接地/漏电、te保护、堵塞、逆序、温度保护和外部故障连锁停机。、配合软启动、变频器等,实现电机自动或远程控制,对各工艺设备进行监控和控制,确保正常生产。


3..有关平台部署硬件选择清单




4. 总结

在污水处理厂项目中,应根据实际谐波负载的类型、大小和分布情况,科学合理地选择谐波补偿方案。可采用单一补偿方案,也可同时采用多种补偿方案。当电网中需要同时进行谐波和无功补偿时,也可采用混合动态消谐补偿装置。并根据谐波电流计算,选择合适的有源电力滤波器型号,以达到对污水处理厂电网中谐波治理的目的,保证电源质量和电气设备的安全运行。


参考文献

[1]孙美君.工业与民用配电设计手册[M北京:中国电力出版社2005.

[2]王兆安,杨君,刘进军谐波抑制与无功功率补偿M北京机械工业出版社,1998.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版

[4] 马建彬,韩海宁,邱俊华,郝华.有源电力滤波器在污水处理厂中的应用