Projet UPS du groupe Ningxia Iron & Steel : Un cas industriel pour la fabrication intelligente de l'acier

Ⅰ. Aperçu du projet

1. Historique de l'entreprise
   • Ningxia Iron & Steel Group (Ninggang Group) est le plus grand complexe sidérurgique moderne de la région autonome de Ningxia Hui, avec une capacité annuelle de 2 millions de tonnes. Il possède des équipements clés, notamment des machines de frittage à bande de 230 m²/260 m², des hauts fourneaux de 1350 m³/1580 m³, des convertisseurs de 60 tonnes, des couleuses continues et des lignes de laminage, au service des secteurs de la construction et de la fabrication de machines.
   • Entreprise nationale de haute technologie certifiée ISO 9001 et ISO 14001, elle se concentre sur la fabrication intelligente et écologique.
2. Exigences en matière de protection de l'alimentation
   • Équipements critiques: Les systèmes de contrôle PLC, les onduleurs à coulée continue et les serveurs des centres de données nécessitent une alimentation électrique 24/7.
   • Défis environnementaux: Les températures élevées (45℃+) et les conditions poussiéreuses dans les zones des hauts fourneaux sont propices aux défaillances dues à la surchauffe dans les systèmes traditionnels. UPS.
   • Risque de surcharge instantanée: Le courant de démarrage du moteur de basculement du convertisseur atteint 7 à 11 fois la valeur nominale, ce qui provoque des arrêts conventionnels de l'ASI.

Ⅱ. Défis majeurs

1. Qualité et fiabilité de l'énergie
   • Les interférences harmoniques provenant des onduleurs des laminoirs entraînent une distorsion harmonique totale (THDi) de 8%, ce qui réduit la durée de vie de l'équipement.
   • Les chutes de tension causées par les démarrages des soufflantes des hauts fourneaux menacent la précision des commandes PLC.
2. Points douloureux de la gestion de l'exploitation et de la maintenance
   • Le déploiement d'onduleurs décentralisés dans 32 points d'alimentation de l'usine se traduit par des temps de réponse supérieurs à 2 heures.
   • Les batteries plomb-acide (3 000 cycles) entraînent des coûts de remplacement annuels de plus de 3 millions de RMB.
3. Goulets d'étranglement de l'efficacité énergétique
   • L'onduleur traditionnel fonctionne avec un rendement de 82%, avec des coûts annuels d'électricité dépassant les 8 millions de RMB.
   • Nécessité d'atteindre l'objectif du “14e plan quinquennal” du Ningxia, à savoir une réduction de la consommation d'énergie de 15% par unité de valeur de production pour le pic de carbone.

Ⅲ. Solutions

1. Architecture technique

2. Stratégie de mise en œuvre
   • Déployer des modules de contrôle entièrement numériques DSP pour compenser les harmoniques en temps réel, en réduisant le THDi à moins de 2%.
   • Adoptez 4×100kVA UPS en parallèle (400kVA au total), en réservant l'espace d'expansion du 30%.
   • Intégrer la plateforme de gestion de l'énergie du groupe Ninggang pour la surveillance à distance de l'état de santé des batteries (SOH).

Ⅳ. Réalisations du projet

1. Fiabilité accrue de l'alimentation
   • La disponibilité du système atteint 99,999%, avec un temps d'arrêt annuel non planifié < 5 minutes.
   • Le système d'autodiagnostic réduit le temps de réponse de la maintenance de 70%, avec un MTTR (temps moyen de réparation) ≤ 30 minutes.
2. Optimisation de l'efficacité énergétique
   • La réduction du THDi de 8% à 2% permet d'économiser 12 millions de RMB par an en coûts d'électricité.
   • Les batteries au phosphate de fer lithié (10 000 cycles) réduisent les coûts de maintenance annuels de 75%.