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DVR产品在化工化纤行业的应用
编辑：本站原创 发布日期：2021-01-30
项目背景
某沿海化工化纤企业是集产品科研、设计、开发、生产、销售和服务于一体的国内纺丝、织造重点生产企业。该企业从德国欧瑞康BARMAG（巴玛格）引进了若干差别化纺丝牵伸卷绕生产线。目前年产上万吨涤纶工业丝。
因该企业处于沿海地带且所在地为山区，夏季台风与雷雨天气频发，雷击或者大风侵袭会频繁导致供电网络出现暂降（我们称为电压暂降事件）。
电压暂降事件轻则影响生产设备的稳定运行状态，导致成品在粗细、强度、韧性等性能不一致而出现不合格产品，重则使设备宕机导致整个生产车间停线，需再次开机给加热炉预热以及给生产车间创造恒温恒湿条件。无论哪种故障， 都会造成少则几千元多则数十万元的经济损失。
针对电压暂降事件对该企业生产作业的影响等历史经验数据统计，对其恒温恒湿控制系统、车间控制系统以及循环散热控制系统接入我司DVR设备，以保证出现电压暂降事件时上述设备能够稳定运行。
01现场情况
根据厂家设备供电连续性要求，将需进行电压暂降治理的负荷汇总如表一：
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区域
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设备名称
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运行电流
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数量
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生产车间
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1#加热炉恒温控制器
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150A
|
1
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2#加热炉恒温控制器
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150A
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1
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A-F线循环散热控制系统
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103A
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1
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A-C线循环散热控制系统
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15A
|
1
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|
A-C线主控柜
|
15A
|
1
|
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|
D线主控柜
|
15A
|
1
|
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合计
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总电流
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448A
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实际需求：450A-500A
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表一
02 DVR配置及安装
现场350KVA DVR设备配置情况如表二：
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设备明细
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设备名称及规格型号
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DVR动态电压恢复器（HNPQDR350-4C1）
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功率柜数量
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1台
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超级电容柜数量
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1台
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额定容量
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350KVA
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额定输出线电压
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400VAC
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正常运行时效率
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>99%
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额定补偿时间
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1S
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现场需求补偿线电压问题
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<360VAC(-10%)或>440VAC(+10%)
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接线方式
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三相四线
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表二
我司DVR设备占地面积小且安装灵活。客户现场前期配电工程已经完工，在配电柜处无空间安装DVR设备，但在配电柜与墙壁之间有约1.5米宽的过道空间，满足我司功率柜与电容柜的安装要求。安装位置如图一：
图一
我司功率柜与超容柜采用模组化设计，拆卸、安装简易。客户现场配电房处于最里侧，且生产线已处于连续运行作业转态，其过道狭隘无法通过电动叉车，只能人工搬运。此外，进入配电房需跨越台阶，我司工作人员将功率柜与超容柜拆卸成模组依次搬入配电房后再重新组装，解决了现场无法搬运等难题。
图二：安装现场
03 DVR现场运行
DVR机柜现场运行图如图三：
图三
设备带载参数明细图如表三：
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设备带载运行明细
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A(AB)
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B(BC)
|
C(CA)
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相电压（V）
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220.1
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219.6
|
220.1
|
|
相电流(A)
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333.0
|
368.4
|
349.8
|
|
频率(Hz)
|
50.02
|
50.02
|
50.02
|
|
线电压(V)
|
381.2
|
380.3
|
381.2
|
|
视在功率(KVA)
|
73.3
|
80.9
|
77.0
|
|
有功功率(KW)
|
69.3
|
77.0
|
72.8
|
|
无功功率（KVAR）
|
23.8
|
24.8
|
25.0
|
|
负载百分比（%）
|
62.9
|
69.7
|
67.1
|
|
峰值比
|
1.4
|
1.4
|
1.4
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表三
现场模拟电压暂降时补偿后的稳态三相输出电压电流波形如图四：
图四
现场模拟电压暂降恢复时退出补偿切换时刻的输出电压波形如图五：
图五
现场模拟A相电网电压暂降时补偿时刻的输出电压以及电流波形如图六：
图六
04 台风雷雨考验及效果
2020年8月4日前后客户所在区域遭遇台风“黑格比” 侵袭，台风及雷电导致客户的供电电网发生了数十次电压暂降事件。发生电压暂降时间无法预测且电压暂降深度均不相同。电压暂降时，我司DVR设备运行正常，所接设备均无掉电或运行异常。
现场多次出现相邻两次电压暂降时间间隔小于2S的情况，极端恶劣的环境下，我司DVR设备在第一次电压暂降电网恢复正常后迅速补足储能单元能量，保证第二次电压暂降时DVR设备仍能正常供电。
现场记录了部分电压暂降事件：
图七：深度为-32%的电压暂降事件，持续时间131ms
图八：1.7S内，连续发生两次深度不同的电压暂降事件
图九：1.6S内，连续发生两次深度不同的电压暂降事件
客户评价
现场DVR设备各项性能指标均满足要求，运行稳定、维护简单，超容柜集开关柜于一体，操作方便。
相邻两次电压暂降事件最小时间间隔小于2S，超出客户预期。
现场在7~10月使用期间发生电压暂降事件高达18次。在8月4号台风期间，生产线在途物料共计数十余吨，因DVR设备补偿电压及时，为客户挽回经济损失数十万元。
DVR产品特点
相对比与UPS，DVR设备主要有以下几个优点：效率高、系统利用率高、维护成本低。
以客户现场350KVA DVR设备为例，其与UPS的部分对比如表四：
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项目
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UPS
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(DVR)
|
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自身损耗
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>5%
|
<1%
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|
运行成本
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高
|
低
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发热量
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大
|
小
|
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年耗电量
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16万度
|
3万度
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每年因损耗额外支出的电费（0.5元/度）
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8万元
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1.5万元
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检修成本
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10年电池更换（3次），20万元
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10年不需要更换电池
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表四
利用率高：在运行期间，DVR设备可以一直处于满载运行状态，UPS设备为了保证设备稳定性及可靠性，运行期间负载率一般不超过60%。维护成本低：DVR设备储能单元采用的是超级电容方案，其循环充放电次数高达百万次，在DVR设备的整个生命周期中都无需替换。DVR设备的稳定性以及抗腐蚀能力强，无需维护、放电测试以及检修，能省去后期昂贵的维护与检修成本。
