Fallstudie - Auswirkung der Utility-induzierte Überspannungen (Ein Stahlwerk mit Frequenzumrichter); photo credit: dpncanada.com

Problem

Ein Stahlwerk mit Frequenzumrichter (VSDs) Probleme hatte der häufigen Auslösen der FU mit der Angabe "Überspannung in Wechselstromleitung". Jede Auslösung verursacht schweren Produktionsstörungen und führte zu erheblichen Geldverlust durch Produktionsausfall.

Steady-state-Messungen durch True-RMS-Voltmeter zeigte, dass die Spannung war normal und innerhalb der angegebenen Betriebsbereich des VDS. Eine Stromleitung Monitor wurde dann in den Verteiler Fütterung der FU und den eingehenden Netzeinspeisung an der Mühle verwendet. An beiden Standorten, Die Monitore zeigten transiente Überspannungen des gedämpft schwing Art Wellenform mit einer Anfangsamplitude über 2.0 könnte und Klingelfrequenz von etwa 700 Hz.

Der Zeitpunkt der Störungen fiel mit der Schließung von Kondensatorbänken in der Versorgungsstation Zuführen des Stahlwerks (siehe Abbildung 1a unten).

Abbildung 1a - Vertrieb Anordnung

Analyse

Es wurde von der FU-Hersteller bestätigt, dass die FU wurden mit Überspannungsschutz soll bei Betrieb vorgesehen 1.6 pu Spannung für Störungen von mehr als 40 us.

Es kann angemerkt werden, daß das Einschalten einer Bank von Kondensatoren ergibt hohen Ladestrom Einschaltstrom. Wenn dieser Strom durch die Linie der Induktivität L geht, eine kurzzeitige Spannungsspitze auftritt. Weitere Interaktion des Kondensators C mit der Induktivität L führt zu einer oszillierenden Stromfluss, welche durch den Widerstand R in dem System gedämpft wird.

Die oszillierende Störung über das normale Stromfrequenzspannung Welle überlagert verursacht der Überspannungsschutz zu betreiben.

Lösung

Die Lösung liegt in der Verringerung der transienten Spitzen auf einen Wert unterhalb des Schwellenspannungsschutz ist.

Dies wurde in diesem Fall durch den Einbau einer erzielten Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) in jedem VSD. Die SPD eingespannt die transiente auf einen Spitzenwert von 1.5 pu somit den Betrieb des Überspannungsschutzes vermieden.

Abbildung 1b - Nach Ergänzungen
Eine weitere mögliche Lösung wäre gewesen, eine Induktionsspule L1 in der Schaltschaltung des Kondensators installiert für ein paar Sekunden und dann Shunt durch Schalter S.

Da die Spannung durch die Einspeisung in die Mühle gesehen wäre die Kombination über C und L1, die transiente eine kleinere Amplitude haben. Diese Lösung wird jedoch für die Zusammenarbeit von der Versorgungs nennen, wie sie zusätzliche Ausrüstung, die sie installiert werden, beinhaltet (siehe Abbildung 1b oben).

Referenz: Praktische Erdung, Bonding, Schirmung und Überspannungsschutz - G. Vijayaraghavan, Mark Brown und Malcolm Barnes (Holen Sie sich Ihre harcopy von Amazon)