Dalam transmisi listrik perusahaan kimia, penerapan penggerak frekuensi variabel untuk sentrifus sangat umum. Karena berbagai faktor proses dan peralatan penggerak, fenomena energi regeneratif sering terjadi. Pada konverter frekuensi umum, terdapat dua cara yang paling umum digunakan untuk menangani energi regeneratif: (1) mendisipasikannya ke dalam "resistor pengereman" yang secara artifisial dipasang paralel dengan kapasitor pada jalur aliran DC, yang disebut kondisi pengereman daya; (2) Jika diumpankan kembali ke jaringan listrik, disebut kondisi pengereman umpan balik (juga dikenal sebagai kondisi pengereman regeneratif). Prinsip bus umum DC didasarkan pada perangkat konversi frekuensi universal yang menggunakan metode konversi frekuensi AC-DC-AC. Ketika motor dalam kondisi pengereman, energi pengeremannya diumpankan kembali ke sisi DC. Untuk menangani energi pengereman umpan balik dengan lebih baik, telah diadopsi metode menghubungkan sisi DC dari setiap perangkat konversi frekuensi. Misalnya, ketika satu konverter frekuensi dalam mode pengereman dan konverter frekuensi lainnya dalam mode akselerasi, energi tersebut dapat saling melengkapi. Artikel ini mengusulkan skema penggunaan konverter frekuensi universal dengan bus DC umum pada sentrifus di perusahaan kimia, dan menguraikan aplikasi lebih lanjutnya dalam unit umpan balik sentrifus. Saat ini, terdapat beberapa cara untuk menggunakan bus umum DC: (1) Unit penyearah independen umum dapat berupa non-inversibel atau inversibel. Unit pertama mengonsumsi energi melalui resistor pengereman eksternal, sementara unit kedua dapat sepenuhnya menyalurkan kelebihan energi dari bus DC langsung ke jaringan listrik, yang memiliki signifikansi penghematan energi dan perlindungan lingkungan yang lebih baik. Kerugiannya adalah harganya lebih mahal. (2) Unit konversi frekuensi besar terhubung ke bus DC dari konverter frekuensi besar bersama di jaringan listrik. Konverter frekuensi kecil tidak perlu terhubung ke jaringan listrik, sehingga tidak diperlukan modul penyearah. Konverter frekuensi besar terhubung secara eksternal ke resistor pengereman. (3) Setiap unit konversi frekuensi terhubung ke jaringan listrik. Setiap unit konversi frekuensi dilengkapi dengan rangkaian penyearah dan inverter serta resistor pengereman eksternal, dan busbar DC saling terhubung. Situasi ini sering terjadi ketika daya masing-masing unit konversi frekuensi berdekatan. Setelah dibongkar, unit-unit tersebut masih dapat digunakan secara independen tanpa saling memengaruhi. Bus DC umum yang diperkenalkan dalam artikel ini merupakan metode ketiga, yang memiliki keunggulan signifikan dibandingkan dua metode pertama: a. Bus DC bersama dapat mengurangi konfigurasi redundan unit pengereman secara signifikan, dengan struktur yang sederhana dan masuk akal, serta andal secara ekonomi. b. Tegangan DC antara dari bus DC bersama bersifat konstan, dan kapasitor gabungan memiliki kapasitas penyimpanan energi yang besar, yang dapat mengurangi fluktuasi pada jaringan listrik.c. Setiap motor beroperasi dalam kondisi yang berbeda, dengan umpan balik energi yang saling melengkapi, mengoptimalkan karakteristik dinamis sistem. d. Interferensi harmonik yang berbeda yang dihasilkan oleh berbagai konverter frekuensi di jaringan listrik dapat saling meniadakan, sehingga mengurangi tingkat distorsi harmonik jaringan listrik. 2. Skema sistem pengaturan kecepatan frekuensi variabel sebelum renovasi. 2.1 Pendahuluan Sistem Kontrol Sentrifus. Terdapat total 12 sentrifus yang telah direnovasi, dan setiap sistem kontrolnya sama. Konverter frekuensinya adalah seri Emerson EV2000 22 kW, tipe torsi konstan, dan unit umpan baliknya semuanya menggunakan unit pengereman umpan balik IPC-PF-1S. Semua sistem kontrol terpusat dengan delapan unit serupa. Diagram sistem ditunjukkan pada Gambar 1. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, setiap konverter frekuensi memerlukan unit pengereman umpan balik, dan sistem kontrolnya masing-masing sepenuhnya independen,2.2 Analisis Operasi Pengereman selama PengeremanKetika sentrifus mengerem, motor akan berada dalam keadaan pengereman regeneratif, dan energi mekanik yang tersimpan dalam sistem akan diubah menjadi energi listrik oleh motor, yang akan dikirim kembali ke sirkuit DC inverter melalui enam dioda roda bebas inverter. Pada saat ini, inverter berada dalam keadaan disearahkan. Pada titik ini, jika tidak ada tindakan konsumsi energi yang diambil dalam konverter frekuensi, energi ini akan menyebabkan tegangan kapasitor penyimpanan energi di sirkuit antara naik. Pada saat ini, tegangan bus DC kapasitor akan naik. Ketika mencapai 680V, ​​unit pengereman akan mulai bekerja, yaitu, mengumpan balikkan kelebihan energi listrik ke sisi grid. Pada saat ini, tegangan bus DC dari konverter frekuensi tunggal akan dipertahankan di bawah 680V (beberapa di antaranya 690V), dan konverter frekuensi tidak akan melaporkan gangguan tegangan lebih. Kurva arus unit pengereman dari konverter frekuensi tunggal selama pengereman ditunjukkan pada Gambar 2, dengan waktu pengereman 3 menit. Instrumen pengujiannya adalah penganalisis kualitas daya fase tunggal FLUKE 43B, dan perangkat lunak analisisnya adalah "FlukeView Power Quality Analyzer Versi 3.10.1". Gambar 2 Kurva arus unit pengereman selama pengoperasian. Dari sini, dapat dilihat bahwa setiap kali rem diterapkan, unit pengereman harus bekerja, dengan arus maksimum 27A. Arus terukur unit pengereman adalah 45A. Jelas, unit pengereman berada dalam kondisi setengah beban. 3. Skema sistem pengaturan kecepatan konversi frekuensi yang dimodifikasi. 3.1 Metode pembuangan untuk bus DC umum. Salah satu aspek penting dalam penggunaan bus DC bersama adalah mempertimbangkan sepenuhnya kontrol konverter frekuensi, gangguan transmisi, karakteristik beban, dan pemeliharaan sirkuit utama input saat dihidupkan. Rencana ini mencakup saluran masuk 3 fase (mempertahankan fase yang sama), bus DC, grup konverter frekuensi universal, unit pengereman umum atau perangkat umpan balik energi, dan beberapa komponen tambahan.Untuk konverter frekuensi universal, Gambar 3 menunjukkan salah satu solusi yang paling banyak digunakan. Diagram sistem sirkuit utama setelah memilih skema transformasi ketiga ditunjukkan pada Gambar 3. Sakelar udara Q1 hingga Q4 pada Gambar 3 merupakan perangkat proteksi saluran masuk dari setiap konverter frekuensi, dan KM1 hingga KM4 merupakan kontaktor daya aktif dari setiap konverter frekuensi. KMZ1 hingga KMZ3 merupakan kontaktor paralel untuk bus DC. Sentrifus 1# dan 2# berbagi unit pengereman dan membentuk satu grup, sementara sentrifus 3# dan 4# berbagi unit pengereman dan membentuk satu grup. Ketika kedua grup berfungsi dengan baik, keduanya dapat dihubungkan secara paralel. Pada saat yang sama, hal ini juga didasarkan pada urutan kerja operator di lokasi, dengan sentrifus 1# dan 2# melakukan pengereman pada waktu yang berbeda, dan sentrifus 3# dan 4# melakukan pengereman pada waktu yang berbeda. Selama operasi normal, dua sentrifus, 1# dan 3#, biasanya dikelompokkan bersama, sementara 2# dan 4# dikelompokkan bersama. Empat sentrifus umumnya tidak mengerem secara bersamaan. Karena lingkungan lokasi kerja yang kompleks, jaringan listrik sering bergetar dan menghasilkan harmonisa tingkat tinggi. Hal ini juga dapat digunakan untuk meningkatkan impedansi catu daya dan membantu menyerap tegangan lonjakan dan lonjakan tegangan catu daya utama yang dihasilkan ketika peralatan di dekatnya dioperasikan, sehingga pada akhirnya menjaga unit rektifikasi konverter frekuensi tetap berfungsi. Setiap konverter frekuensi juga dapat menggunakan reaktor masuk untuk secara efektif mencegah faktor-faktor ini memengaruhi konverter frekuensi. Dalam renovasi proyek ini, karena peralatan asli tidak dilengkapi dengan reaktor saluran masuk, tidak ada reaktor saluran masuk atau perangkat kontrol harmonisa lainnya yang dirancang. Gambar 3 Diagram skema konverter frekuensi dan sistem unit pengereman yang dimodifikasi.Hal ini juga dapat digunakan untuk meningkatkan impedansi catu daya dan membantu menyerap tegangan lonjakan dan lonjakan tegangan catu daya utama yang dihasilkan ketika peralatan di dekatnya dioperasikan, sehingga pada akhirnya menjaga unit rektifikasi konverter frekuensi. Setiap konverter frekuensi juga dapat menggunakan reaktor saluran masuk untuk secara efektif mencegah faktor-faktor ini memengaruhi konverter frekuensi. Dalam renovasi proyek ini, karena peralatan asli tidak dilengkapi dengan reaktor saluran masuk, tidak ada reaktor saluran masuk atau perangkat kontrol harmonik lainnya yang dirancang. Gambar 3 Diagram skema konverter frekuensi dan sistem unit pengereman yang dimodifikasi.Hal ini juga dapat digunakan untuk meningkatkan impedansi catu daya dan membantu menyerap tegangan lonjakan dan lonjakan tegangan catu daya utama yang dihasilkan ketika peralatan di dekatnya dioperasikan, sehingga pada akhirnya menjaga unit rektifikasi konverter frekuensi. Setiap konverter frekuensi juga dapat menggunakan reaktor saluran masuk untuk secara efektif mencegah faktor-faktor ini memengaruhi konverter frekuensi. Dalam renovasi proyek ini, karena peralatan asli tidak dilengkapi dengan reaktor saluran masuk, tidak ada reaktor saluran masuk atau perangkat kontrol harmonik lainnya yang dirancang. Gambar 3 Diagram skema konverter frekuensi dan sistem unit pengereman yang dimodifikasi.
3.2 Skema sistem kontrol: Rangkaian kontrol ditunjukkan pada Gambar 4. Setelah keempat konverter frekuensi dihidupkan dan masing-masing konverter frekuensi siap beroperasi, opsi keluaran relai gangguan konverter frekuensi diatur ke "konverter frekuensi siap beroperasi". Hanya ketika konverter frekuensi dihidupkan dan normal, konverter frekuensi dapat dihubungkan secara paralel. Jika salah satu konverter frekuensi mengalami gangguan, kontaktor bus DC tidak akan menutup. Terminal keluaran TA dan TC dari relai gangguan konverter frekuensi berada dalam kondisi kontak normal terbuka. Setelah daya dihidupkan, konverter frekuensi "siap beroperasi", dan TA dan TC masing-masing konverter frekuensi tertutup, dan kontaktor paralel bus DC tertutup secara berurutan. Bahasa Indonesia: Jika tidak, kontaktor akan terputus.3.3 Karakteristik Rencana(1) Gunakan konverter frekuensi lengkap alih-alih hanya menambahkan beberapa inverter ke jembatan penyearah.(2) Tidak diperlukan jembatan penyearah, unit pengisian, bank kapasitor, dan inverter yang terpisah.(3) Setiap konverter frekuensi dapat dipisahkan secara terpisah dari bus DC tanpa memengaruhi sistem lain.(4) Kendalikan koneksi bus umum DC dari konverter frekuensi melalui kontaktor yang saling mengunci.(5) Kontrol rantai digunakan untuk melindungi unit kapasitor konverter frekuensi yang tergantung pada bus DC.(6) Semua konverter frekuensi yang dipasang pada busbar harus menggunakan catu daya tiga fase yang sama.(7) Segera putuskan konverter frekuensi dari bus DC setelah terjadi malfungsi untuk lebih mempersempit cakupan kesalahan konverter frekuensi.3.4 Pengaturan parameter utama konverter frekuensiJalankan perintah pemilihan saluran F0,03=1, frekuensi operasi maksimum ditetapkan F0,05=50, waktu akselerasi ditetapkan F0,10=300, waktu deselerasi ditetapkan F0,11=300, pemilihan keluaran relai kesalahan F7.12=15, fungsi keluaran AO1 F7.26=23.5, data uji yang dimodifikasi. Saat berhenti, tegangan masuk: 3PH 380VAC, tegangan bus: 530VDC, tegangan bus DC: 650V. Ketika satu mesin berakselerasi, tegangan bus menurun, dan mesin lainnya melambat. Tegangan bus DC berfluktuasi antara 540-670V, dan unit pengereman tidak menyala pada saat ini. Tegangan DC yang umumnya digunakan unit pengereman adalah 680V, ​​seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 untuk pengujian dan analisis. Gambar 5 Diagram pemantauan arus kerja unit pengereman yang dimodifikasi. 4. Analisis penghematan energi. Dibandingkan dengan pengereman konsumsi energi resistansi, unit pengereman umpan balik merupakan aplikasi hemat energi, tetapi setiap konverter frekuensi harus dilengkapi dengan unit pengereman saat pengereman diperlukan. Tidak dapat dihindari bahwa beberapa konverter frekuensi harus dilengkapi dengan beberapa unit pengereman, dan harga unit pengereman tidak jauh berbeda dengan konverter frekuensi, tetapi tingkat kontinuitas kerjanya tidak terlalu tinggi.Penerapan konverter frekuensi bus DC bersama yang meluas pada sentrifus telah secara efektif memecahkan masalah "satu tidak bisa makan cukup dan yang lain tidak bisa muntah" ketika satu konverter frekuensi berakselerasi dan yang lainnya mengerem. Solusi ini mengurangi pengaturan berulang unit pengereman, menurunkan jumlah siklus kerja, dan juga mengurangi jumlah gangguan pada jaringan listrik, sehingga meningkatkan kualitas daya jaringan listrik. Mengurangi investasi peralatan, meningkatkan utilisasi peralatan, serta menghemat peralatan dan energi sangatlah penting.5. Kesimpulan: Penerapan konverter frekuensi universal yang berbagi busbar DC secara meluas secara efektif memecahkan masalah konsumsi energi asinkron dan periode waktu umpan balik, yang sangat penting untuk mengurangi investasi peralatan, mengurangi gangguan jaringan, dan meningkatkan utilisasi peralatan.