Calculo Armonicos

El Estudio del caso - la Aplicación de Horno de Inducción

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Introducción

Indianapolis Casting la Compañía (ICC), una fundición localizada en Indianapolis, Indiana, contactó acon Nepsi con el deseo de obtener un banco de capacitores de 8064 kvar a 13.8 kV . ICC estaba buscando una rápida entrega en no mas de tres semanas debido a problemas de calidad de energía asociados con el arranque de un multimillonario horno de inducción de 10 MW. El fabricante de horno de inducción e ICC especularon que los problemas de calidad de energía eran causados notching ó armónicos creados por los circuitos electrónicos de potencia del nuevo horno de inducción. El banco del condensador propuesto estaba siendo instalando para atenuarse el notching de la línea y el harmonics del orden más alto.

Figura 1 – Problemas de Calidad de Energía asociados Con los Hornos de la Inducción pueden Ser

Corregido Con los Bancos del Filtro Armónicos y Bancos de Condensador de Desviación

Debido a la necesidad económica de conseguir el horno operacional, el proyecto era los ingenieros muy visibles y envueltos del Systems de Power Nordeste, Inc. (NEPSI), la utilidad eléctrica, el fabricante de horno de inducción, ICC, e ingenieros contratadas por ICC para vigilar el proyecto.

ICC’s Power System

ICC se sirve de dos Indianapolis Power separado y Luz (IP&L) 132kV transmisión linea como mostrado en Figura 2. Se deja caer el voltaje de cada línea a 13.8kV a través de dos 24/32/40 transformadores de MVA (nombró Norte y los Transformadores del Autobús Sur). El nuevo horno de la Inducción se conecta al Autobús Norte a través del Transformador del Autobús Norte). El transformador del Autobús Norte tiene una impedancia de 9.73%. El autobús Norte y Sur se ata juntos a través de un lazo normalmente abierto.

El nuevo horno de la inducción se está a las 10.0MW y recibe el poder del Autobús Norte a través de un tres bobinado 11.2 transformador de MVA con una impedancia de 5.5%. Además del nuevo horno de la inducción, el autobús Norte alimenta también 8064 kvar que 13.8kV solo paso arregló al banco del condensador a una tienda de la máquina grande, otros hornos eléctricos, un IP&L distribución circuito, y los propusimos.

Durante el periodo comisionando del horno de la inducción, problemas eléctricos que involucran fracasos de aislamiento y errada-funcionamientos de paseo de molestia ocurrieron en la tienda de la máquina. Estos problemas eran muy costosos a ICC que llevó a la compra eventual de los 8050 kvar arregló el banco del condensador.

Figure 2–ICC Power System que Muestra Flow de Power Típico y Voltajes del Sistema

El Banco del Condensador propuesto

El banco del condensador propuesto consiste individualmente en veintiuno fundió 600 kvar, 9.96kV condensadores del bushing dobles conectaron en una configuración del ungrounded-wye. Esto iguala a 8064 kvar a un voltaje del sistema de 13.8kV. Debido a los constreñimiento del espacio y el requisito para una instalación rápida y simple, un banco metal-adjunto era escogido (mostrado si Figura 3). El banco del condensador está provisto con un 500 MVA íntegros que 15kV ABB limpian con aspiradora la ola grande del circuito. Esto permitió la conexión directa al 13.8kV Autobús Norte de ICC. Protección encima de-actual se proporciona por un MDP parada encima de-actual que tiene los dos la fase y las paradas de la falta molidas. El descubrimiento del fusible soplado se proporciona por una parada que manda el banco al viaje fuera de la línea si dos o más fusibles del condensador operan.

Figure 3–el Cuadro de 8050 kvar el banco del condensador metal-adjunto (el centro). A la izquierda un 1500 kvar es el banco metal-adjunto y al derecho un cercamiento del interruptor sincronizando es para el 8050 Banco del kvar. Todos los artículos sobre era manufacturado por NEPSI.

Las preocupaciones Con la Instalación de Banco del Condensador

Durante el condensador banco plan proceso de NEPSI, había tres áreas primarias de preocupaciones que relacionan a la instalación y energization del banco del condensador propuesto. Las áreas primarias de preocupación eran como sigue:

1. 1. El Autobús norte el rango de voltaje que opera

2. 2. La distorsión armónica y resonancia

3. 3. La reducción en la profundidad de la muesca y la atenuación resonante

Como la parte del proceso del plan, los ingenieros de sistemas de poder de NEPSI realizaron una evaluación de sistema de poder para dirigirse las preocupaciones anteriores. Una descripción breve de la evaluación y los resultados se presenta en el resto de este documento.

Los Power Sistema Evaluación Resultados

Se analizaron las preocupaciones de rango de voltaje con un programa de flujo de carga, mientras se dirigieron el problema del notching/ringing y las preocupaciones armónicas con un programa del análisis armónico.

Los Cálculos de Flujo de carga

Algunos cargan se hicieron los cálculos de flujo determinar el voltaje que opera de los 13.8 kV el Autobús Norte a ICC para las varias condiciones que opera. Los cálculos también fueron hechos determinar la posición óptima para la palmadita fija que existe en el Autobús Norte 132 kV/13.8 kV transformador banco. Un resumen de los resultados se proporciona en Mesa-1 debajo de.

IP&L indicó que su sistema fue diseñado para operar en un rango de + / - 5% en el primero y/o secundario del ICC el transformador Norte. El voltaje real como moderado durante el año entero de 1998 ido de 0.97 a 1.04 PU con un rango de voltaje que opera normal de 1.0 a 1.035 PU. La posición de la palmadita se seleccionó basado en el rango que opera normal de 1.0 a 1.035 PU.

La carga usada en los cálculos de flujo de carga era basado en informes de carga que se mantuvieron por ICC la primera semana de 1999. Las cargas eran basado en el máximo y las condiciones de carga mínimas. Era supuesto que las condiciones de carga máximas eran a tiempo todo coincidentes. La condición de carga mínima era supuesta como 0 MW y 0 MVARS. Seleccionando estas dos condiciones de carga, un máximo conservador y voltaje mínimo en el sistema era calculado.

Caso-1 muestra el voltaje que opera del sistema para las condiciones del sistema existentes con el banco del condensador propuesto en la línea a 8.064 MVARs. Como puede verse en Mesa 1, el voltaje a los 13.8 kV las subidas del Autobús Nortes a 1.089 PU o 15.02 kV. Este voltaje es anterior lo que se recomendaría para un voltaje que opera seguro bajo ANSI C84 normal para el equipo estado con un voltaje nominal de 13.8 kV. Resultaría en pre-madure avería de aislamiento y el posible fracaso a equipo electrónico sensible que se alimenta del Autobús Norte. Los otros dos casos bajo el Caso Nombre-1 muestra el voltaje para estar dentro del rango que opera seguro para ICC e IP&L.

Caso-2 muestra los mismos casos como caso-1 pero con el banco del condensador propuesto apagado. Esta condición reflejaría lo que existiría en el sistema sin los condensadores. Como puede verse en mesa 1, el voltaje todavía puede subir a 1.062 PU que dan el hecho que se reduce la carga en el autobús Norte para poner a cero la carga. IP&L indicó que el voltaje para 1998 alcanzó un máximo de 1.04 PU. Los voltajes en nuestra simulación no emparejaron exactamente porque se asumía que la carga a ICC era el cero, pero de hecho tenía un poco de magnitud, incluso durante periodo de carga bajos que llevarían a alguna cantidad de gota de voltaje. Los resultados mostrados sin embargo en Mesa 1, indica que el voltaje puede subir a un voltaje un-aceptable.

Caso-3 muestra el funcionamiento del sistema en línea con el 8.064 MVAR condensador banco con las palmaditas subidas dos posiciones a 135.3 kV. Bajo este guión que opera, el voltaje que opera de 0.941 a la carga llena al Autobús Norte es mugir para un voltaje nominal entregado. El voltaje del funcionamiento máximo, sin embargo, a los alcances del autobús Nortes un máximo seguro de 1.043 PU.

Caso-4 se hicieron las simulaciones determinar si moviendo las palmaditas sólo una posición mostraran un resultado más favorable. Para un voltaje que opera nominal en la utilidad, el voltaje en el autobús Norte es 0.968 PU bajo las condiciones de carga de máximo con el condensador amontone adelante. Bajo este guión, el voltaje es ligeramente bajo. Debe notarse sin embargo que IP&L indicó que el rango de voltaje normal es 1.0 PU a 1.035 PU. Si el medio voltaje en el sistema es entonces 1.018 PU este voltaje bajo las condiciones de carga de máximo es tolerable a 0.988 PU.

Mesa 1–el ICC Carga Flujo Resultado

El Nombre del caso El Voltaje de utilidad ICC Load El Estado del condensador La Posición de la palmadita El Voltaje del Autobús norte

1A 1.035 Min

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