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解决方案/ The solution

电(点)焊机群动补滤波解决方案

作者:本站发布时间:2009-08-12点击次数:3240
负载工作原理
    电焊机(electric welding machine)实际上就是具有下降外特性的变压器,将220V和380V交流电变为低压的直流电,电焊机一般按输出电源种类可分为两种,一种是交流电源的;一种是直流电的。直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器,分正负极,交流电输入时,经变压器变压后,再由整流器整流,然后输出具有下降外特性的电源,输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化,两极在瞬间短路时引燃电弧,利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材,冷却后来达到使它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点,外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。
负载应用
    电焊机使用电能源,将电能瞬间转换为热能,电很普遍,电焊机适合在干燥的环境下工作,不需要太多要求,因体积小巧,操作简单,使用方便,速度较快,焊接后焊缝结实等优点广乏用于各个领域,特别对要求强度很高的制件特实用,可以瞬间将同种金属材料(也可将异种金属连接,只是焊接方法不同)永久性的连接,焊缝经热处理后,与母材同等强度,密封很好,这给储存气体和液体容器的制造解决了密封和强度的问题。
    电阻焊具有生产效率高、低成本、节省材料、易于自动化等特点,由于灵活简单方便牢固可靠,焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工业领域,如航空航天、船舶、能源、电子、汽车、轻工等各工业部门,是重要的焊接工艺之一。
负载谐波特性
    在负载变化较大的系统中,其无功补偿所需的补偿量也是变量,快速冲击负载,如电焊机,轧机等,从电网吸收无功同时产生电压波动和闪变,降低电动机的有效出力,使产品质量降低,缩短设备的使用寿命,传统的固定无功补偿无法满足此类系统要求,我公司专门针对这类系统设计,可以根据负荷变化自动跟踪实时补偿,使系统功率因率大于 0.9 以上 , 在系统中存在非线性负载,补偿无功功率的同时 , 还能滤除非线性负载产生的谐波电流。
    电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场,电弧燃烧时会向周围产生辐射,弧光中有红外线,紫外线等光种,还有金属蒸汽和烟尘等有害物质,所以操作时必须要做足够的防护措施。焊接不适合于高碳钢的焊接,由于焊接焊缝金属结晶和偏析及氧化等过程,对于高碳钢来说焊接性能不良,焊后容易开裂,产生热裂纹和冷裂纹。低碳钢有良好的焊接性能,但过程中也要操作得当,除锈清洁方面较为烦琐,有时焊缝会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷,但操作得当会降低缺陷的产生。
面临的问题
    汽车制造行业的焊接设备的应用主要产生的电能质量问题有:功率因数偏低、无功和电压波动较大、谐波电流和电压较大、三相不平衡严重等。
一、电压波动及闪变
    供电系统的电压波动和闪变多由用户的波动性负荷所引起。点焊机就属于典型的波动性负荷,它引起的电压变化不仅影响焊接质量和焊接效率,而且影响和危害着公共连接点(PCC)上的其它用电设备。
二、功率因数
     点焊机工作时引起的大量无功可能导致力率电费罚款,无功电流影响变压器出力,增加变压器及线路损耗,增加变压器温升。
三、谐波的危害
    1.加大线路损失,使电缆过热,绝缘老化,降低变压器额定容量。
    2.使电容器过载发热,加速电容器老化甚至击穿。
    3.保护装置的误动或拒动,导致区域性停电事故。
    4.造成电网谐振。
    5.影响电动机效率和正常运行,产生震动和噪音,缩短电动机寿命。
    6.损坏电网中敏感设备。
    7.使电力系统各种测量仪表产生误差。
    8.对通讯、电子类设备产生干扰,引起控制系统故障或失灵。
    9.零序谐波导致中性线电流过大,造成中性线发热甚至火灾。
四、负序电流
    负序电流使同步发电机的出力下降,产生附加谐振,造成定子各部分不均匀发热,引起转子表面发热;造成电动机端子三相电压不对称而使正序分量减小,当电动机机械功率不变时,必将引起定子电流的增加,并造成各相电流的不平衡,从而降低运行效率,使电动机过热;对变压器而言,由于负序电流将造成三相电流不对称,使变压器容量利用率下降,还造成变压器的附加能量损失,在变压器铁芯磁路中造成附加发热;负序电流流过电力网时,负序电流虽不做功,但造成电能损失,从而降低了电力网的输送能力,并容易使系统中以负序分量起动的继电保护及高频保护误动作,从而增加了保护的复杂性。
解决方案供选择:
方案一 集中治理(适用于多台中频电炉共用一台变压器,并且是同时运行)
    1.采用谐波治理三相共补支路+分相补偿调节支路,投入滤波补偿装置后,供电系统谐波治理和无功补偿都达到要求.
    2.采用有源滤波器(用于滤除动态谐波次数)和无源滤波支路,投入滤波补偿装置后,供电系统无功补偿和谐波治理达到要求.
方案二 就地治理(适用每台焊机功率比较大,主要谐波源就在焊机)
    1.三相平衡焊机采用谐波治理支路(3、5、7次滤波)共补,自动跟踪,谐波就地解决,生产时不影响其他设备的运行,投入后谐波无功达到标准.
    2.三相不平衡焊机采用滤波支路(3、5、7次滤波)分相补偿, 投入后谐波无功达到标准.
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