電能質(zhì)量問題解決方案用戶說明書090810

1、1、/. -前言第一章 電能質(zhì)量問題專家解決方案1.11.21.31.41.51.61.71.81.91.101.111.121.131.141.151.16鋼鐵冶金行業(yè) 電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè) 供熱行業(yè) 制藥行業(yè) 礦業(yè)行業(yè) 電力系統(tǒng)行業(yè) 有色金屬行業(yè) 硅材料加工行業(yè) 石化行業(yè) 煙草行業(yè) 水泥行業(yè) 水處理行業(yè) 紡織行業(yè) 汽車及船舶制造行業(yè) 通信行業(yè) 醫(yī)院、劇場、體育館配電系統(tǒng)1011121415151616171819第二章 TSVC 高壓靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器202.12.22.32.42.52.62.72.8產(chǎn)品介紹 基本原理 系統(tǒng)組成 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)優(yōu)勢 選型說明 應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用案例

2、2020212122232323第三章 TAPF 低壓有源電力濾波器263.13.23.33.43.53.63.73.8產(chǎn)品介紹 基本原理 系統(tǒng)組成 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)優(yōu)勢 選型說明 應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用案例2626262828293030第四章 TPPF 無源電力濾波器314.14.24.34.44.5產(chǎn)品介紹 基本原理 技術(shù)參數(shù) 系統(tǒng)組成 技術(shù)優(yōu)勢 選型說明31323233314.6334.7 應(yīng)用領(lǐng)域3334第五章 TPVC 高壓并聯(lián)無功補(bǔ)償器5.15.25.35.45.55.65.7產(chǎn)品介紹 基本原理 系統(tǒng)組成 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)優(yōu)勢 選型說明 應(yīng)用領(lǐng)域34343535353535第六章 訂貨須知3

3、7附錄一 針對電能質(zhì)量問題的政策法規(guī)38附錄二 南京鈦能電氣有限公司供電自動化解決方案產(chǎn)品目錄39、八刖 言3?公司簡介南京鈦能電氣有限公司是集電能質(zhì)量問題綜合治理及電氣自動化領(lǐng)域的科研開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù) 于一體的江蘇省高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)。公司凝聚了一批多年從事電力自動化專業(yè)的技術(shù)和管理人才，所研制的設(shè)備有數(shù)萬套已投入運(yùn) 行，最長連續(xù)安全可靠運(yùn)行時(shí)間已超過十年，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電力、水利、鐵路交通、石油化工、 煤炭礦山、冶金鋼鐵等行業(yè)。公司于2005年通過IS09001:2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證，2008年通過復(fù)評換證審核。為各工礦企業(yè)和電力部門的節(jié)能公司銳意進(jìn)取、開拓創(chuàng)新，與清華大學(xué)、華中科

4、技大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)保持長期密切合作，以先進(jìn) 的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，致力于中國的電網(wǎng)純凈和電氣自動化工程， 降耗和安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。?電能質(zhì)量問題解決方案研究背景一方面，電力系統(tǒng)中出現(xiàn)了很多 這些負(fù)荷的存在嚴(yán)重惡化了電力隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電力負(fù)荷出現(xiàn)了很多新的種類和特點(diǎn)。諸如電力機(jī)車、電弧爐、軋鋼機(jī)等大容量的非線性和沖擊性負(fù)荷。系統(tǒng)的運(yùn)行條件，導(dǎo)致了諸如功率因數(shù)低下、電壓波動和閃變、三相不平衡、電力諧波問題，面臨 來自電力公司日益嚴(yán)厲的懲罰制度；另一方面，以精密機(jī)械加工、工業(yè)過程自動化、數(shù)據(jù)信息處理 設(shè)備等為代表的新型工業(yè)負(fù)荷在電力負(fù)荷中的比重越來越大，因惡劣的電能質(zhì)量導(dǎo)致的生產(chǎn)經(jīng)營損 失越來越嚴(yán)

5、重。表 1列舉了各種類型的電能質(zhì)量問題以及產(chǎn)生的原因和具體的危害。解決日益嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題已成為電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)和電力系統(tǒng)領(lǐng)域所面臨的重大課題之一，受到越來越多的關(guān)注。南京鈦能電氣有限公司一直致力于電能質(zhì)量整體解決方案的 研究。公司依托清華大學(xué)在柔性交流輸電系統(tǒng)（ FACTS方面的雄厚技術(shù)優(yōu)勢，形成了具有自主知識 產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)核心技術(shù)，并建立了科學(xué)的、完善的現(xiàn)代管理體制。我公司根據(jù)用戶實(shí)際需要，制定最 具性價(jià)比的解決方案，幫助用戶解決現(xiàn)存的電能質(zhì)量問題，在節(jié)能降耗提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，為用 戶創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。目前，我公司所提供的解決方案涵蓋了從0.4kV35kV之間的所有電

6、壓等級。表2列舉了電能質(zhì)量諧波治理和無功補(bǔ)償方面的主要產(chǎn)品概況，各產(chǎn)品的詳細(xì)介紹可參 考本書第25章內(nèi)容。表1電能質(zhì)量問題及其主要影響影響類型特征指標(biāo)產(chǎn)生原因?qū)е潞蠊麩o功功率功率因數(shù)電機(jī)類感性負(fù) 載非線性負(fù)載1、增加了無功和有功損耗；2、來自供電部門的高額罰款（功率因數(shù)調(diào) 整電費(fèi)），加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本；諧波 間諧波諧波頻譜 電壓電流畸 變率非線性負(fù)載 固態(tài)開關(guān)負(fù)載1、引發(fā)局部串并聯(lián)諧振，使供電中斷、電 網(wǎng)解裂等；2、電容器經(jīng)常損壞；加速設(shè)備絕緣老化；3、斷路器滅弧時(shí)間延長，影響開斷容量；4、變壓器、電動機(jī)、電力電纜嚴(yán)重發(fā)熱；5、造成繼電保護(hù)和自動控制裝置誤動作； 干擾電子儀表計(jì)量和通信質(zhì)量；

7、三相不對稱不平衡因子三相負(fù)荷分布 不均勻1、三相電壓不對稱；2、影響變換器及其控制系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生 某些附加的非特征諧波；3、造成旋轉(zhuǎn)電機(jī)受到負(fù)序磁場作用產(chǎn)生附 加振動發(fā)熱；4、負(fù)序電流和負(fù)序電壓會造成繼電保護(hù)裝 置誤動或拒動；電壓波動和 閃變波動幅值 出現(xiàn)頻率電弧爐、電機(jī) 類負(fù)載啟動1、功率因數(shù)很低；2、造成電機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩變化，影響自動化生 產(chǎn)線正常工作；3、產(chǎn)生高次諧波，導(dǎo)致電壓畸變。陷波持續(xù)時(shí)間、幅 值調(diào)速驅(qū)動器1、計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)錯誤；2、通信干擾；諧振暫態(tài)波形、峰值 持續(xù)時(shí)間線路、負(fù)載 電容器組的投 切破壞設(shè)備絕緣，損壞電力電子設(shè)備；脈沖暫態(tài)上升時(shí)間、峰 值持續(xù)時(shí)間閃電點(diǎn)擊線路 感性電路開合

8、破壞設(shè)備絕緣瞬態(tài)電壓上 升或下降幅值、持續(xù)時(shí) 間波形遠(yuǎn)端發(fā)生故 障、電機(jī)啟動敏感負(fù)載不能正常運(yùn)行表2 南京鈦能電氣有限公司電能質(zhì)量治理產(chǎn)品產(chǎn)品名稱電壓等級主要功能適用場合典型負(fù)載TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ) 償器635kV1、動態(tài)補(bǔ)償無功；2、抑制主要次數(shù)諧 波；3、抑制電壓閃變和 波動；4、動態(tài)抑制三相不 平衡；5、實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)電 能質(zhì)量；6、完善的后臺系統(tǒng)；適用于沖擊性負(fù) 荷、無功波動大、 功率因數(shù)低、電壓 波動和閃變頻繁、 諧波污染嚴(yán)重的 場合電弧爐、軋機(jī)、電力 機(jī)車、提升機(jī)等TAPF有源濾波器0.40.69kV1、動態(tài)補(bǔ)償無功；2、動態(tài)抑制系統(tǒng)所 有諧波；3、抑制電壓閃變和 波動；4、動態(tài)

9、抑制三相不 平衡；5、抑制中性線電 流；6、抑制系統(tǒng)諧振；7、實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)電 能質(zhì)量；適用于負(fù)荷變化 快、諧波含量高且 頻譜范圍寬、電容 器無法正常投切、 功率因數(shù)低的場 合變頻器、大容量 UPS中頻爐、鑄錠 爐、焊機(jī)、可控硅調(diào) 光系統(tǒng)、大型直流電 機(jī)、電梯、變頻空調(diào)、 精密儀器和敏感設(shè) 備等TPPF無源濾波器0.4 35kV1、手動/自動補(bǔ)償 無功；2、抑制主要次數(shù)諧 波；3、抑制電壓閃變和 波動；4、抑制三相不平 衡；適用于負(fù)荷變化 較慢、某一次或幾 次諧波超標(biāo)、功率 因數(shù)低的場合整流器、單晶爐、真 空爐等TPVC并聯(lián)無功補(bǔ)償器635kV1、手動/自動補(bǔ)償 無功；2、抑制電壓閃變和 波動；

10、適用于負(fù)荷變化 較慢、功率因數(shù) 低、諧波含量小的 場合不需要經(jīng)常調(diào)速的 電動機(jī)負(fù)載如循環(huán) 水泵、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī) 等第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案：鋼鐵冶金行業(yè)第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案1.1鋼鐵冶金行業(yè)鋼鐵行業(yè)中廣泛運(yùn)用了各類交直交型、交交變頻的軋機(jī)、各類輥類負(fù)載、電弧爐、轉(zhuǎn)爐、中頻 爐、礦熱爐、壓焊機(jī)、鋼水運(yùn)送車等設(shè)備，它們對電能質(zhì)量影響很大，下文列舉其中具有代表性的 幾種負(fù)載作詳細(xì)電氣特性說明，提供的電能質(zhì)量解決方案供用戶參考。電弧爐負(fù)荷特性電壓波動和閃變：冶煉初期，電極與爐料之間的電弧極不穩(wěn)定，時(shí)起時(shí)滅，導(dǎo)致供電系統(tǒng)交替 工作在開路和帶載狀態(tài)，電流時(shí)斷時(shí)續(xù)。冶煉后期，由于下方爐料的熔化

11、，造成上層爐料的坍塌， 極易導(dǎo)致電極間的突發(fā)短路，電流時(shí)大時(shí)小。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電爐電流的變化范圍可達(dá)電爐變壓器額定電 流的0300% 而頻率范圍則在 0.1Hz30Hz之間。功率因數(shù)低下：為了抑制電壓波動和閃變，電爐變壓器的短路阻抗甚至高達(dá)30%40%或者與串聯(lián)電抗器配合使用。因此，電弧爐負(fù)荷屬于典型的高感負(fù)荷，供電系統(tǒng)的功率因數(shù) 非常低下，典型值為0.70.8，極限情況甚至達(dá)到0.1，為此，企業(yè)不僅需要面對來自電爐部門高額的罰款，而且導(dǎo)致冶煉期延長，生產(chǎn)效率降低，有功損耗增加。三相不平衡：在熔化期，電弧爐的三相電弧各自無規(guī)則變化，導(dǎo)致三相電流極不對稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電爐負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序電流正常情況下可達(dá)電

12、爐變壓器額定電流的25% 一相斷弧時(shí)可達(dá)56%兩相短路并出現(xiàn)第三相斷弧時(shí)可達(dá)86%高次諧波：電弧爐負(fù)荷的伏安特性呈現(xiàn)明顯的非線性關(guān)系，會向電網(wǎng)注入大量的諧波電流，造成諧波污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電弧爐的諧波電流成分要為27次，其中2、3次最大，其平均值可達(dá)基波分量的 5%10% 推薦方案：TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)測或者估算的補(bǔ)償容量選擇TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器（技術(shù)介紹詳見本說明書第二 章），濾波通道一般配置 2次、3次、4次和5次。如下圖所示:用戶收益降低網(wǎng)絡(luò)損耗，減少來自電力部門的罰款; 抑制電壓波動和閃變；降低諧波注入水平；降低負(fù)序電流注入水平；穩(wěn)定電壓，縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率;

13、平衡電弧電流，消除三相不平衡；延長冶煉電極的使用壽命；降低能源損耗和成本；減少原材料的消耗；軋機(jī)負(fù)荷特性典型的時(shí)變負(fù)載，有功和無功功率波動大，容易導(dǎo)致電壓波動和閃變;傳動裝置的變頻器產(chǎn)生大量諧波，如不進(jìn)行治理，將流入系統(tǒng)中去，造成變壓器、電機(jī)、 電纜發(fā)熱、振動，降低使用壽命；功率因數(shù)低下；推薦方案：TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)測或者估算的補(bǔ)償容量選擇TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器， 濾波通道一般配置 3次、5次、7次和11次。如下圖所示:用戶收益穩(wěn)定電壓水平，改善設(shè)備的運(yùn)行條件;提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，免受電力部門的罰款; 降低能耗，提高設(shè)備利用率；消除諧波注入現(xiàn)象，減少設(shè)備損耗，防止

14、系統(tǒng)諧振。 礦熱爐黃磷爐、電石爐、鐵合金爐等主要以電阻方式加熱的冶煉爐，是一種耗負(fù)荷特性礦熱爐主要指硅鐵爐、 電量巨大的工業(yè)電爐。功率因數(shù)低下；大多數(shù)礦熱爐的自然功率因數(shù)都在0.70.8之間，較低的功率因數(shù)不僅使變壓器的效率下降，消耗大量的無用功，且被電力部門加收高額電力罰款；三相不平衡；由于電極的人工控制以及堆料的工藝，導(dǎo)致三相間的電力不平衡加大，最高 不平衡度可以達(dá)到20%以上，冶煉效率的低下；諧波含量較小，一般不超過10% ；負(fù)荷波動較?。煌扑]方案：TPVC高壓并聯(lián)無功補(bǔ)償為了解決礦熱爐功率因數(shù)低下的問題，推薦采用TPVC高壓并聯(lián)無功補(bǔ)償?shù)姆绞絹斫鉀Q，通常是在高壓端進(jìn)行無功補(bǔ)償。該裝置接

15、于爐變壓器的高壓端或高壓母線側(cè)，在補(bǔ)償無功的同時(shí)還具有濾除部分諧波的功能， 不但能夠滿足無功補(bǔ)償?shù)男枰?，?jīng)過濾波，注入電網(wǎng)的諧波也能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。該裝置安裝無需長時(shí)間 停產(chǎn)，適用已安裝生產(chǎn)中的礦熱爐的無功補(bǔ)償，可杜絕因?yàn)楣β室驍?shù)低而被加收的電費(fèi)力率調(diào)整費(fèi)。用戶收益提高功率因數(shù)；降低電網(wǎng)不平衡；降低電耗520%；提高產(chǎn)量510%；5第一章 電能質(zhì)量問題專家解決方案：供熱行業(yè)/制藥行業(yè)1.2電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè):1 :. . 電力牽引負(fù)荷諫寄皆-,1r .冇汛D護(hù)；.:比I -j 電力牽引負(fù)荷的電氣特性電壓波動和閃變：對特定的牽引變電站來說，僅當(dāng)機(jī)車通過時(shí)屬于帶載運(yùn)行，其余時(shí)段則 相當(dāng)于空載。

16、因此，機(jī)車牽引負(fù)荷屬于大容量沖擊性負(fù)荷。對于特定的機(jī)車來說，其負(fù)荷 呈現(xiàn)明顯的時(shí)變特性，負(fù)荷大小與機(jī)車的載重量、線路坡度、牽引或再生制動的運(yùn)行方式 密切相關(guān)，負(fù)荷的大幅度變化導(dǎo)致牽引變電站母線出現(xiàn)劇烈的電壓波動和閃變。諧波問題嚴(yán)重：電力機(jī)車通常采用單相整流供電方式，負(fù)荷電流中的諧波含量非常豐富, 包括全部的奇次諧波，因此牽引變電站大都需要裝設(shè)濾波器。功率因數(shù)低下：電力機(jī)車屬于典型的感性無功負(fù)載，起動和制動時(shí)消耗的無功功率較大。同時(shí)，變電站空載時(shí)會出現(xiàn)“無功反送”現(xiàn)象。由于電力部門對無功計(jì)量普遍采用“反送正計(jì)”的政策。據(jù)統(tǒng)計(jì)，牽引變電站的月平均功率因數(shù)一般在0.60.8左右，每年需要面 臨來自電

17、力部門的巨額罰款。三相不平衡：電氣化鐵路屬于典型的單相負(fù)荷，負(fù)序問題嚴(yán)重是牽引負(fù)荷的一個(gè)典型電氣 特征。推薦方案：TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)際測算或者估算的補(bǔ)償容量，選擇相應(yīng)的TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器，濾波通道一般配置3次、5次、7次和11次。如下圖所示:用戶收益抑制電壓波動和閃變；提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗； 實(shí)時(shí)跟蹤無功變化，避免無功倒送； 實(shí)現(xiàn)平衡化補(bǔ)償，消除三相不平衡； 響應(yīng)速度快，能夠消除諧波注入及變化;1.3供熱行業(yè)負(fù)荷分析主要是采用變頻傳動的鍋爐 ，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的諧波。推薦方案：TPPF無源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案在低壓系統(tǒng)，配置無源濾波器補(bǔ)償?shù)痛沃C波

18、和無功功率，配置動態(tài)有源濾波器集中補(bǔ)償高次諧 波，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益 有效提升功率因數(shù)，避免罰款;降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本;徹底濾除諧波，提高電機(jī)的運(yùn)行效率；消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性;1.4制藥行業(yè)負(fù)荷分析0.8左右，諧波含量較主要是空壓機(jī)、泵類負(fù)載。負(fù)荷波動不大，但功率因數(shù)較低，一般只有 小。推薦方案：TPVC高壓并聯(lián)無功補(bǔ)償器 在高壓側(cè)作無功集中補(bǔ)償。用戶收益提高功率因數(shù)，避免電力罰款; 降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；#第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案：電力系統(tǒng)行業(yè)1.5礦業(yè)行業(yè)本行業(yè)中，廣泛使用礦井提升機(jī)、各類粉碎機(jī)、破碎機(jī)、球磨機(jī)、電鏟類負(fù)載等。提升機(jī) 負(fù)荷特性

19、典型的時(shí)變負(fù)載，有功和無功功率波動大，容易導(dǎo)致電壓波動和閃變;傳動裝置的變頻器產(chǎn)生大量諧波；功率因數(shù)低下；推薦方案：TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)測或者估算的補(bǔ)償容量選擇相應(yīng)的TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器，濾波通道一般配置 3次、5次、7次和11次。如下圖所示:#用戶收益電壓質(zhì)量的好壞直接關(guān)系電氣設(shè)備的安全運(yùn)行提升機(jī)直流系統(tǒng)向電網(wǎng)注入，電動機(jī)力矩不穩(wěn)，電網(wǎng)諧提高電壓質(zhì)量；諧波電流,使電壓正弦波形發(fā)生畸變，并引起晶閘管電路觸發(fā)不同步振等事故，提升機(jī)等大功率負(fù)載頻繁起動，無功沖擊導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動，對井上下電器設(shè) 備產(chǎn)生干擾?？商岣咝?，減少損6/10kV母線并接電容器組, 一個(gè)提升機(jī)循環(huán)分

20、為加速、減少損耗，提高主變壓器利用率；在未投動補(bǔ)濾波裝置時(shí)，電網(wǎng)自然功率因數(shù)很低，負(fù)載 所需的有功功率和無功功率均由電網(wǎng)提供，使變壓器和電網(wǎng)線路的損耗增加，同時(shí)帶負(fù)荷 能力降低。投入動補(bǔ)濾波裝置后，電網(wǎng)和主變壓器僅傳輸有功功率， 耗。調(diào)控運(yùn)行，防止過補(bǔ)；以往在煤礦地面變電所設(shè)計(jì)中，通常在 對電網(wǎng)進(jìn)行固定式補(bǔ)償。 由于提升機(jī)為短時(shí)循環(huán)工作制的負(fù)載，等速、減速和休止幾個(gè)工作狀態(tài)，各階段所需功率均不同，而電容器組只能輸出恒定無功功率，造成有時(shí)無功不夠，有時(shí)過補(bǔ)現(xiàn)象。采用TCR動態(tài)補(bǔ)償， 可根據(jù)負(fù)載無功的變化進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，使電網(wǎng)始終處于最佳狀態(tài)。1.6電力系統(tǒng)行業(yè)? 遠(yuǎn)距離電力傳輸全球電力目前正在趨向

21、長距離輸電，同時(shí)帶來的問題是高能量損耗。推薦方案：TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器TSVC應(yīng)用于遠(yuǎn)距離輸電，可以明顯提高電力系統(tǒng)輸配電性能，這已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的 證明，即當(dāng)在不同的電網(wǎng)條件下，為保持一個(gè)平衡的電壓時(shí)，可在電網(wǎng)的一處或多處適合的位置上 安裝TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器。用戶收益穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓 減少傳輸損耗增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限 增加小干擾下的阻尼增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性 緩沖功率振蕩? 變電站在區(qū)域電網(wǎng)中，一般采用分級投切電容器組的方式來補(bǔ)償系統(tǒng)無功，改善功率因數(shù)，這種方式 只能向系統(tǒng)提供容性無功，并且不能隨負(fù)載的變化而實(shí)現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié)，在保障母線功

22、率因數(shù)的同 時(shí)，容易造成向系統(tǒng)倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。推薦方案：TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器TSVC靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器可以快速精確地進(jìn)行容性及感性無功補(bǔ)償，在穩(wěn)定母線電壓，提高功率因數(shù)的同時(shí)，徹底地解決了無功倒送問題。并且，安裝新的TSVC時(shí)，可以充分利用原有的固定電容器組，只需增加晶閘管相控電抗器（TCR）部分即可，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量的最有效方法。第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案：有色金屬行業(yè)1.7有色金屬行業(yè)有色金屬提煉和化工行業(yè)都要使用電解這一工藝，因而離不開大功率的整流裝置。大功率整流器負(fù)荷特性負(fù)荷波動較??；對大功率三相全控橋

23、 6脈整流裝置來說，由整流裝 置產(chǎn)生的諧波占基波的 25-33%,產(chǎn)生的特征諧波為5、7、11、13、6N1次，即在網(wǎng)側(cè)的特征次數(shù)為17、19、23、25次等，以5、7次諧波分量最大，依次遞減。整流變壓器組帶移相繞組并聯(lián)運(yùn)行可組成12脈波，網(wǎng)側(cè)特征次數(shù)為11次、13次、23次、 25次等，以11次、13次最大；諧波對整流器的影響；整流變壓器繞組在諧波作用下?lián)p耗和發(fā)熱增加；整流器在運(yùn)行中自 身是諧波源，但同時(shí)其觸發(fā)控制系統(tǒng)又受到電壓諧波的影響，整流器的換相過程會使電壓 出現(xiàn)“缺口”，影響電壓過零點(diǎn)的檢測，影響控制觸發(fā)的同步；諧波使絕緣加速老化，增加電纜發(fā)生故障的概率；對重合閘影響，高次諧波使電弧

24、熄滅時(shí)間明顯延遲，導(dǎo)致單相重合閘失敗或者對單相重合 閘采用較長的無電時(shí)間，對系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性不利。功率因數(shù)低下；推薦方案：TPPF無源濾波器一般來說，在系統(tǒng)較大的電網(wǎng)，采用TPPF無源濾波裝置即可濾除其特征諧波，滿足治理的目標(biāo)。如果電網(wǎng)系統(tǒng)小，諧波治理的目標(biāo)要求高，除安裝大容量無源濾波裝置外，可以混合使用小容量的 有源濾波器TAPF,以達(dá)到電能質(zhì)量治理的較高要求。對于不同接線方式的整流裝置系統(tǒng)，我們的專 業(yè)濾波補(bǔ)償裝置有不同的針對性設(shè)計(jì)，經(jīng)過現(xiàn)場的測試，可為用戶“量身定做”，采取最符合現(xiàn)場 實(shí)際的治理方案。用戶收益提高功率因數(shù)，避免電力罰款，減小生產(chǎn)成本；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；減小諧波對整流

25、變的影響，保障供電的可靠性和安全性；減小諧波對工藝過程控制系統(tǒng)的影響，保障用戶產(chǎn)品的質(zhì)量;11第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案：硅材料加工行業(yè)13r;1古叨r* 1.8硅材料加工行業(yè)近年來，各種晶體材料特別是以單晶硅、鑄錠硅、咼純硅為代表的高科技附加值材料及其相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展，成為當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱，并使信息產(chǎn)業(yè)成為 全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增長最快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。常用的負(fù)載爐型 有：單晶爐、真空爐、多晶爐、中頻爐等。其生產(chǎn)工藝通常分為熔融加熱和直流加熱，熔融加熱多采用中頻加熱 爐，直拉式單晶多采用直流加熱爐。但不論是中頻爐還是 單晶爐均采用半導(dǎo)體可控整流方式，會產(chǎn)生非常大的電流諧波，對電網(wǎng)造成諧波

26、污染，使得精密儀器精度失準(zhǔn)甚至 誤動作，破壞了系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，造成系統(tǒng)供電損耗的增加及損壞補(bǔ)償電容器等，對于單晶硅復(fù)雜的生產(chǎn)過程以及后期的精密加工流程都造成非常大的影響, 因此電網(wǎng)的品質(zhì)間接決定著成品材料的品質(zhì)，幾乎所有的單晶硅制造生產(chǎn)線都面臨諧波問題。鑄錠爐 負(fù)荷特性負(fù)載諧波含量大?？偸д娑雀哌_(dá)30%，但主要集中在5、7、11、13、17、19次，其中又以 5、7、11次最為嚴(yán)重。屬于波動性負(fù)載，波動迅速頻繁；運(yùn)用傳統(tǒng)的無源濾波器根本滿足不了快速跟蹤的要求;功率因數(shù)較低，一般 0.8左右；推薦方案：TPPF無源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案采用混合并聯(lián)型動態(tài)濾波補(bǔ)償方案，TPPF無源

27、濾波器補(bǔ)償?shù)痛未沃C波和無功，剩下的高次諧波由TAPF有源電力濾波器來承擔(dān)，將會收到良好的效果。提高功率因數(shù)，避免電力罰款，減小生產(chǎn)成本；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；消除系統(tǒng)諧振隱患，保障供電系統(tǒng)的安全性和可靠性 穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，提高供電質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率；減小諧波對變壓器的影響，保障供電的可靠性和安全性；減小諧波對工藝過程控制系統(tǒng)的影響，保障用戶產(chǎn)品的高質(zhì)量; 中頻爐負(fù)荷特性5、7、11、13、17、負(fù)載諧波含量大，總失真度最高達(dá)到了30%以上；基本上屬于穩(wěn)定負(fù)載，僅在出爐、升溫時(shí)會有波動，諧波主要集中在19、23次，其中又以5、7、11次最為嚴(yán)重；5、TAPF中頻爐一般運(yùn)行在1KHZ2KHZ,因此

28、諧波的頻譜范圍很寬，不僅存在大量低次諧波，如7、11次等，大于25次的高次諧波也大量存在，具體表現(xiàn)在系統(tǒng)電壓上含有大量毛刺； 功率因數(shù)非常低，一般在 0.7左右，面臨高額無功罰款；中頻電源的前級整流電路在換流時(shí)刻會產(chǎn)生很大的電壓缺口，失真度嚴(yán)重超標(biāo)，供電電源 質(zhì)量很差； 推薦方案：TPPF無源濾波器一般建議采用無源濾波器，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運(yùn)行維護(hù)方便。在有特殊要求的場合下，采 用混合并聯(lián)型動態(tài)濾波補(bǔ)償方案，TPPF無源濾波器補(bǔ)償?shù)痛未沃C波和無功，剩下的高次諧波由有源濾波器來承擔(dān)，將會收到良好的效果。用戶收益 提高功率因數(shù)，避免電力罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；消除系統(tǒng)諧振隱患，保障供電系統(tǒng)

29、的安全性和可靠性穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；減小諧波對中頻電源和變壓器的影響，保障供電的可靠性和安全性；減小諧波對工藝過程控制系統(tǒng)、計(jì)量儀表的影響，保障用戶產(chǎn)品的質(zhì)量;第一章 電能質(zhì)量問題專家解決方案：煙草行業(yè)/水泥行業(yè)151.9石化行業(yè)負(fù)荷分析石化行業(yè)常采用中低壓變頻與調(diào)速的鉆機(jī)、潛油泵、風(fēng)機(jī)等煉制環(huán)節(jié)的蒸餾、裂解、-7-JL催化、加氫、糠醛等生產(chǎn)線（變頻器與UPS）,聚酯切片類負(fù)載、焦化翻斗車等設(shè)備。石化企業(yè)低壓配電系統(tǒng)主要諧波源有：機(jī)泵的變頻調(diào)速裝置；不間斷電源裝置；變電所 用直流電源成套設(shè)備；電動機(jī)的軟起動設(shè)備； 新型照明燈具（節(jié)能燈、采用電子鎮(zhèn)流器的日 光燈）用于對一級

30、負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電，制加I帰莊譽(yù)（E熬.二寺熹倉IH *Mm這些負(fù)荷包括：工藝過程控制 DCS系統(tǒng)，配電系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)以及工廠智能化 信息管理系統(tǒng)等。目前存在的主要問題是：1、低壓運(yùn)行功率因數(shù)偏低，無功功率消耗較大，需要投入電容補(bǔ)償，但諧波污染導(dǎo)致電容器投入運(yùn)行時(shí)引起諧振從而造成電容器數(shù)倍于自身額定容量的過載損壞，影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因而現(xiàn)行的補(bǔ)償方法為高壓集中補(bǔ)償，以滿足供電部門所要求的功率因數(shù)指標(biāo)。2、大量諧波串入高壓側(cè)將導(dǎo)致其他重要的負(fù)荷如 生活。DCS系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等出現(xiàn)異常，影響正常生產(chǎn)推薦方案：TPPF無源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案針對所有低壓

31、系統(tǒng)，配置帶有濾波功能的電容補(bǔ)償裝置，以吸收系統(tǒng)中主要的諧波分量；在污 染嚴(yán)重的低壓系統(tǒng)，配置不同濾波系數(shù)的組合無源濾波器；在重點(diǎn)負(fù)荷，配置動態(tài)有源濾波器，以 達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益消除系統(tǒng)諧波影響；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；提高功率因數(shù)，避免無功罰款；增加電容器使用壽命；可以減少變壓器、電纜、電機(jī)的發(fā)熱，增加其使用壽命，延長設(shè)備運(yùn)行的平均無故障時(shí)間, 降低維護(hù)、維修及更換設(shè)備的費(fèi)用消除系統(tǒng)諧振隱患，保障供電系統(tǒng)的安全性和可靠性; 穩(wěn)定電壓，減小諧波對工藝過程控制系統(tǒng)的干擾； 保障重要敏感設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行；1.10煙草行業(yè)負(fù)荷分析卷煙廠的負(fù)荷種類多，包括：生產(chǎn)設(shè)備：制絲生產(chǎn)線、卷機(jī)包生產(chǎn)線

32、、裝封箱等生產(chǎn)線上的生產(chǎn)設(shè)備；這些生產(chǎn)設(shè)備均為變 頻驅(qū)動設(shè)備，諧波污染嚴(yán)重。動力中心負(fù)載：包括風(fēng)機(jī)、水泵等。有大量的變頻設(shè)備，諧波污染嚴(yán)重。諧波對自動化生產(chǎn)設(shè)備的影響不容忽視，由于負(fù)序諧波的存在使電機(jī)的效率降低，并會造成嚴(yán) 重的電能浪費(fèi)。推薦方案：TPPF無源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案針對所有低壓系統(tǒng)，配置帶有濾波功能的電容補(bǔ)償裝置，以吸收系統(tǒng)中主要的諧波分量；在污 染嚴(yán)重的低壓系統(tǒng)，配置不同濾波系數(shù)的組合無源濾波器；在重點(diǎn)負(fù)荷，配置動態(tài)有源濾波器，以 達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；濾除諧波，保障自動化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電

33、機(jī)的運(yùn)行效率;消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性；可以減少變壓器、電纜、電機(jī)的發(fā)熱，增加其使用壽命，延長設(shè)備運(yùn)行的平均無故障時(shí)間, 降低維護(hù)、維修及更換設(shè)備的費(fèi)用1.11水泥行業(yè)負(fù)荷分析水泥企業(yè)是一種高耗電企業(yè)，其用電成本約占水泥總成本的三分之一，其中電動機(jī)的耗能占總 負(fù)荷90%以上，電動機(jī)節(jié)能至關(guān)重要。目前小功率通用型變頻器在國內(nèi)水泥廠已普遍應(yīng)用，大功率 高壓的泵類和風(fēng)機(jī)負(fù)載也開始采用了大功率高壓變頻器。與此同時(shí)，變頻器的大量使用也帶來了嚴(yán) 重的諧波問題。治理好諧波問題，有利于提高供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，有利于降低整個(gè)配電系 統(tǒng)的電力損耗。推薦方案：TPPF無源濾波器集中濾波方

34、案在高壓或低壓系統(tǒng)，配置不同濾波系數(shù)的組合無源濾波器；根據(jù)投資情況在諧波污染嚴(yán)重的場 合下配置動態(tài)有源濾波器集中補(bǔ)償，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；徹底濾除諧波，保障自動化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率;第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案：汽車及船舶制造行業(yè)1.12水處理行業(yè)負(fù)荷分析我國污水處理廠的能耗問題十分突出，節(jié)能潛力巨大。消耗的能源主要包括電、燃料等，其中電耗占總能耗的60%-90 %。以泵、風(fēng)機(jī)為主要負(fù)載。電機(jī)節(jié)能技術(shù)是在污水處理系統(tǒng)中占據(jù)重要 地位，變頻調(diào)速技術(shù)以改變交流電動機(jī)的電源頻率來改變交流電動機(jī)的速度，是一種較為理

35、想的高 效調(diào)速裝置和節(jié)能裝置，但大量使用變頻器同時(shí)也產(chǎn)生了諧波問題。增加了諧波附加損耗;引起變壓器、電動機(jī)振動、發(fā)熱等問題，導(dǎo)致使用壽命大大縮短；無功補(bǔ)償電容器不能正常投切，功率因數(shù)低，面臨電力部門罰款；推薦方案：TPPF無源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案在低壓系統(tǒng)，配置無源濾波器補(bǔ)償?shù)痛沃C波和無功功率，配置動態(tài)有源濾波器集中補(bǔ)償高次諧 波，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益 有效提升功率因數(shù)，避免罰款; 降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本； 徹底濾除諧波，保障自動化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率;消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性1.13紡織行業(yè)負(fù)荷分析、各類紡絲機(jī)、拉絲機(jī)負(fù)

36、載。包括紡織、粘膠纖維等行業(yè)的紡綻電機(jī)（變頻傳動控制的電機(jī)）推薦方案：TPPF無源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案在低壓系統(tǒng)，配置無源濾波器補(bǔ)償?shù)痛沃C波和無功功率，配置動態(tài)有源濾波器集中補(bǔ)償高次諧 波，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益 有效提升功率因數(shù)，避免罰款;降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本;降低電力運(yùn)行成本，從而降低生產(chǎn)成本；徹底濾除諧波，保障自動化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率;消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性1.14汽車及船舶制造行業(yè)焊機(jī)是汽車及船舶制造行業(yè)中必不可少的設(shè)備。由于 焊機(jī)工作具有隨機(jī)性、快速性以及沖擊性的特點(diǎn)，使得大 量應(yīng)用焊機(jī)的汽車制造行業(yè)的電能質(zhì)

37、量問題及其嚴(yán)重，實(shí) 踐和分析都表明，焊機(jī)帶來的不僅是諧波問題，還會引起 無功沖擊引起閃變、電壓跌落。在許多汽車制造企業(yè)，都 面臨著焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、自動化程度更高的焊接機(jī)器人由 于電壓不穩(wěn)而不能工作、無功補(bǔ)償系統(tǒng)不能正常投切、功 率因數(shù)不達(dá)標(biāo)面臨罰款等等問題。汽車涂裝車間、自動化 程度比較高的生產(chǎn)車間，諧波對自動化生產(chǎn)線也會產(chǎn)生影 響。負(fù)荷及系統(tǒng)分析車身車間大量使用電焊機(jī)、激光焊機(jī)和大容量感性負(fù)荷（以電動機(jī)為主）等非線性負(fù)荷，導(dǎo)致了該車間所有變壓器負(fù)荷電流都存在嚴(yán)重的諧波電流，諧波電流以3、5、7、9、11次為主，400V低壓母線的電壓總畸變率達(dá)到5%以上，電流總畸變率（THD達(dá)到了 40%左右

38、，造成400V低壓供配電系統(tǒng)電壓總諧波畸變率嚴(yán)重超標(biāo)，并導(dǎo)致了用電設(shè)備和變壓器存在嚴(yán)重的諧波功率損耗。同時(shí)，該車間所有變壓器負(fù)荷電流都存在嚴(yán)重的無功功率需求，部分變壓器平均功率因數(shù)僅為0.6左右，存在嚴(yán)重的功率損耗問題，并導(dǎo)致變壓器輸出有功容量嚴(yán)重不足。由于存在大量的諧波電流和大量的無功功率需求，導(dǎo)致主變壓器發(fā)熱嚴(yán)重，配電系統(tǒng)存在如下 方面電能質(zhì)量問題：無功功率缺額較大 諧波電流嚴(yán)重電能損耗大 推薦方案：TPVC并聯(lián)無功補(bǔ)償+TAPF有源濾波器集中濾波補(bǔ)償方案 選用并聯(lián)無功補(bǔ)償，提升功率因數(shù)有源濾波器部分容量分相動態(tài)補(bǔ)償無功功率 有源濾波器部分容量用來濾除諧波說明：無功補(bǔ)償?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)，可以根據(jù)

39、有源部分與無源部分的容量分配，靈活配置。如果有源部分雙向補(bǔ)償?shù)臒o功容量足夠調(diào)節(jié)動態(tài)變化的無功功率，可以考慮采用TPVC并聯(lián)無功補(bǔ)償。用戶收益 功率因數(shù)有效提升，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；濾除系統(tǒng)諧波，降低諧波對系統(tǒng)造成的危害，延長設(shè)備使用壽命;電能質(zhì)量提高，汽車生產(chǎn)設(shè)備的安全穩(wěn)定可靠；消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性；避免諧波和無功沖擊對電網(wǎng)的影響；17第一章電能質(zhì)量問題專家解決方案：通信行業(yè)1.15通信行業(yè)負(fù)荷分析電信建筑中通信設(shè)備、數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)備、專用機(jī)房空調(diào)設(shè)備對供電連續(xù)性要求非常高，對電壓波 動非常敏感，各種電磁干擾會數(shù)據(jù)交換設(shè)備造成影響。電信建筑中存在大容量的諧波

40、源負(fù)載，大部分為單相非線性負(fù)荷，包括:UPS電源，單機(jī)容量大，大部分為6脈波的UPS不間斷電源設(shè)備（3、5、7次等）開關(guān)電源，主要用于計(jì)算機(jī)等辦公設(shè)備供電電源，數(shù)量多（3、5、7次等）#5、7次等）變頻空調(diào)、電梯、水泵等，大量使用，變頻驅(qū)動設(shè)備為主要諧波源（ 推薦方案：TPVC并聯(lián)無功補(bǔ)償+TAPF有源濾波器集中濾波補(bǔ)償方案 選用并聯(lián)無功補(bǔ)償，提升功率因數(shù)由于系統(tǒng)中有大量的 3次諧波，所以并聯(lián)無功補(bǔ)償 TPVC的電抗系數(shù)建議選擇 14%，是安全補(bǔ)償回路在基波頻率下呈容性，補(bǔ)償基波無功功率，3次以上諧波頻率下呈感性，有效 抑制3次諧波諧振，保護(hù)電容器。有源濾波器就地濾波。就地濾波是有源濾波器最有

41、效的濾波方式，可以有效治理諧波；每 臺有源濾波器就地補(bǔ)償多臺 UPS和開關(guān)電源產(chǎn)生的諧波，避免諧波對重要設(shè)備產(chǎn)生的干擾,提高系統(tǒng)容量和使用效率，提高系統(tǒng)的可靠性。用戶收益 功率因數(shù)提升，避免罰款;避免系統(tǒng)諧振，保護(hù)無功補(bǔ)償電容器，保障無功補(bǔ)償設(shè)備的穩(wěn)定性;有效治理諧波，避免對通信設(shè)備造成的干擾; 降耗節(jié)能，降低電力運(yùn)行成本；保障數(shù)據(jù)中心機(jī)房的數(shù)據(jù)安全；電能質(zhì)量的高品質(zhì)，保障了通信設(shè)備穩(wěn)定工作第一章 電能質(zhì)量問題專家解決方案：醫(yī)院、劇場、體育館配電系統(tǒng)191.16醫(yī)院、劇場、體育館配電系統(tǒng)醫(yī)院、劇場和體育場對供電的連續(xù)性和可靠性有著非常嚴(yán)格的要求。負(fù)荷分析醫(yī)院有大量的一級負(fù)荷，例如：手術(shù)室系統(tǒng)、

42、急救設(shè)備等。波源負(fù)載,在醫(yī)院建筑中安裝有大量的單相非線性諧如：大型醫(yī)療設(shè)備（CT機(jī)、B超、X光機(jī)、的調(diào)壓設(shè)備、現(xiàn)代照明設(shè)備、變頻空調(diào)電核磁共振）梯等。大部分醫(yī)療設(shè)備對供電質(zhì)量要求非常高，對電壓波動和諧波非常敏感。諧波源負(fù)荷分布分散，設(shè)備 運(yùn)行時(shí)諧波變化大。對于舉行大型活動的劇場、體育館來說，除了電梯、空調(diào)、節(jié)能燈這些常見的諧波源之外，還有一些 特殊的諧波源。即可控硅調(diào)光系統(tǒng)、大型LED設(shè)備等。%可控硅調(diào)光系統(tǒng)格式目前劇場舞臺上的主流調(diào)光器，其實(shí)際上是一個(gè)單相的相位控制交流調(diào)壓系統(tǒng)，同通過控制可控硅的導(dǎo)通角來達(dá)到控制電壓調(diào)光的 目的?？煽毓枵{(diào)光系統(tǒng)在運(yùn)行中會產(chǎn)生大量的三次諧波。諧波會造成燈光頻閃

43、、對通信、有線電視等弱點(diǎn)回路產(chǎn)生雜音，甚至產(chǎn)生故障。推薦方案：TPVC并聯(lián)無功補(bǔ)償+TAPF有源濾波器集中濾波補(bǔ)償方案選用并聯(lián)補(bǔ)償裝置，提升功率因數(shù)。電抗系數(shù)建議選擇 護(hù)電容器。14%，有效抑制3次諧波諧振，保有源濾波器集中濾波 動態(tài)消除非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，有效消除諧波對敏感設(shè)備的影用戶收益功率因數(shù)提升，避免罰款降耗節(jié)能，降低電力運(yùn)行成本電能質(zhì)量提高，精密敏感設(shè)備運(yùn)行安全可靠 避免由于諧波污染造成的安全隱患； 保障各種大型醫(yī)療設(shè)備高質(zhì)量供電電源保障一級負(fù)荷供電的持續(xù)穩(wěn)定第二章TSVC高壓靜止型動態(tài)補(bǔ)償器第二章TSVC高壓靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償器272.1產(chǎn)品介紹TSVC靜止無功補(bǔ)償器，是一種

44、典型的柔性交流輸電裝置（FACTS。區(qū)別于傳統(tǒng)無功補(bǔ)償方式（通過開關(guān)投切電容器或通過分接開關(guān)調(diào)節(jié)電容器端電壓），TSVC靜止無功補(bǔ)償器屬于動態(tài)無功補(bǔ)償產(chǎn)品，它具有最快10ms的響應(yīng)速度，是目前高壓無功補(bǔ)償解決方案中技術(shù)較為成熟的且響應(yīng)最快 的方式，由于TSVC以可控硅作為調(diào)節(jié)執(zhí)行單元， 它還具有可連續(xù)無級調(diào)節(jié) （通過改變可控硅導(dǎo)通角）， 調(diào)節(jié)時(shí)無涌流、拉弧，無機(jī)械開關(guān)使用壽命的限制等優(yōu)點(diǎn)。特別適合一些需要快速補(bǔ)償?shù)墓I(yè)場合， 如電弧爐、軋機(jī)、電力機(jī)車、電氣化鐵路、冶金、煉鋼等工業(yè)用戶，可大幅度降低非線性和沖擊性 負(fù)荷所引起的電壓波動、閃變、負(fù)序和諧波干擾，顯著提高負(fù)荷功率因數(shù)（最高可接近1），

45、減少無功潮流，降低網(wǎng)損，改善電能質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，最大程度的為用戶節(jié)能降損增效。此外，TSVC應(yīng)用于輸電系統(tǒng)或樞紐變電站，對維持系統(tǒng)母線電壓穩(wěn)定，提高電網(wǎng)輸電能力，以及阻尼系統(tǒng)低頻 振蕩和抑制次同步振蕩均有顯著的作用。2.2基本原理TSVC如下圖接入系統(tǒng)中，電容器提供固定的容性無功Qc,補(bǔ)償電抗器通過的電流決定了補(bǔ)償電抗器輸出感性無功 QTCR的大小，感性無功和容性無功相抵消，只要能做到系統(tǒng)無功QN=Qv系統(tǒng)所需）-Qc+QTCR=數(shù)（理想情況下等于0），則能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)功率因數(shù) =常數(shù)，電壓幾乎不波動，關(guān)鍵是準(zhǔn) 確控制晶閘管的觸發(fā)角，得到所需的流過補(bǔ)償電抗器的電流，晶閘管變流裝置和控制系統(tǒng)能夠

46、實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，采集母線的無功電流值和電壓值，合成無功值，和所設(shè)定的恒無功值（可能是0）進(jìn)行比較,計(jì)算得觸發(fā)角大小，通過晶閘管觸發(fā)裝置使晶閘管流過所需電流。對于不對稱負(fù)荷，利用 steinmetz理論實(shí)現(xiàn)分相調(diào)節(jié)，消除負(fù)序電流，平衡三相電網(wǎng)。5-1|L 何 I 仁一)l ibi3ai槍fit剜mooQ KA1薩區(qū)$ I【! 4 5吟亡背ft晅孤I JQlfFc)2.3系統(tǒng)組成1）高壓晶體管閥裝置：接受來自控制系統(tǒng)的信號，改變晶閘管觸發(fā)角的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的無 功補(bǔ)償電流。先進(jìn)的閥體壓制技術(shù)、臥式安裝、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠、維護(hù)工作量少。2）DSP全數(shù)字控制系統(tǒng)：以數(shù)字信號處理器為核心器件，應(yīng)用瞬時(shí)無

47、功理論算法，快速準(zhǔn)確地 計(jì)算無功功率和補(bǔ)償電納，再計(jì)算出 TCR勺觸發(fā)角。由觸發(fā)脈沖形成電路形成脈沖，經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換, 送往高電位觸發(fā)板，控制晶閘管的導(dǎo)通。3）電容器及濾波裝置：由若干支路組成。每個(gè)支路的濾波電容器調(diào)諧于某一諧波頻率，濾除 該次諧波，同時(shí)為系統(tǒng)提供容性無功功率，提高功率因數(shù)。電力電容器為組架式安裝，自然冷卻。 濾波電抗器為空芯干式，自然冷卻。4）相控電抗器：提供系統(tǒng)所需要的感性無功功率，通過調(diào)節(jié)無功達(dá)到平衡來穩(wěn)定負(fù)載沖擊所 產(chǎn)生的電壓波動?？招靖墒?，上下雙線圈，自然冷卻。2.4技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目規(guī)格電網(wǎng)電壓（kV）635TCF額定功率（Mvar）6 200冷卻方式熱管自冷卻或水冷晶閘管

48、觸發(fā)方式電觸發(fā)或光觸發(fā)控制系統(tǒng)全數(shù)字控制系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)范圍-100% + 100%調(diào)節(jié)方式分相調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間50%噪聲水平自冷無噪聲輔助供電電壓380V/220V/110V使用壽命20年2.5技術(shù)優(yōu)勢1）高性能DSP數(shù)字控制系統(tǒng)連地_廠pl卵詞會號和I B匏跆號繰PTSL1_DSP數(shù)字控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊組成的控制單元結(jié)構(gòu)，具備如下特點(diǎn)：采用美國TI公司應(yīng)用于專業(yè)電機(jī)控制的高性能數(shù)字信號處理器和高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器;完善的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，監(jiān)視晶閘管的工作狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)晶閘管擊穿或失效、觸發(fā)脈沖丟失、 BOD動乍頻繁時(shí)，報(bào)警、跳閘，同時(shí)上傳上位機(jī)顯示、保存故障記錄；采用瞬時(shí)無功功率算法或快速傅里葉算

49、法，保障了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間；可以分相調(diào)節(jié)，也可以三相調(diào)節(jié)；系統(tǒng)通訊；完善的自診斷，實(shí)時(shí)監(jiān)控；根據(jù)要求，可選擇并追加多種控制功能；2）由于TSV（使用可控硅作為主調(diào)節(jié)器件，調(diào)節(jié)時(shí)無拉弧、涌流，設(shè)備使用壽命長；基于高可靠的大功率可控硅變流技術(shù)；高效熱管自然冷卻可控硅，結(jié)構(gòu)簡單，且免維護(hù);3）護(hù)；4)也可以選擇密封式循環(huán)水冷系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)組架式結(jié)構(gòu)，安裝維護(hù)方便；可控硅冗余合理，保障 TSVC急定運(yùn)行；光觸發(fā)或者光電觸發(fā)方式，抗干擾性強(qiáng)；冷卻系統(tǒng)采用熱管冷卻方式，運(yùn)行噪音低，運(yùn)行可靠，與水冷相比結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)了免維5)6)7)8)9)配合FC高壓無源濾波，將系統(tǒng)諧波水平濾除到符合國標(biāo)要求；TSVC向應(yīng)速度快

50、，小于 10ms；設(shè)備容量大，可達(dá)上百兆，但不能直接用于特高壓（35kV以上）；監(jiān)控系統(tǒng)提供友好人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)；控制方式靈活，可實(shí)現(xiàn)三相同時(shí)控制、分相控制和三相平衡化等多種控制方式。無功補(bǔ)償精細(xì)，可連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需要多少無功就補(bǔ)多少無功;2.6選型說明TSVC-口 / ，參數(shù)為容量/電壓2.7應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、石油化工、冶金鋼鐵、電氣化鐵路、風(fēng)力發(fā)電、煤炭等行業(yè)中，為電弧 爐、軋機(jī)、感應(yīng)爐、電力機(jī)車、提升機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備提供高質(zhì)量、高可靠性的無功補(bǔ)償及濾 波的解決方案。降低系統(tǒng)的諧波畸變度、提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減小電壓波動及閃變，平衡三相電 流電壓。2.8

51、應(yīng)用案例兗州某煤礦企業(yè)設(shè)有 35KV變電所一座，二次輸出電壓為6KV,為生產(chǎn)提供電源。煤礦負(fù)荷為交流傳動設(shè)備。如主、副井的絞車采用直流調(diào)速設(shè)備；通風(fēng)及動力設(shè)施采用交流傳動設(shè)備。絞車屬重 載起動，無功沖擊較大，并伴隨大量整數(shù)倍和非整數(shù)倍的諧波電流產(chǎn)生，功率因數(shù)低，電壓波動大， 給電網(wǎng)供電產(chǎn)生如下問題：無功沖擊引起的電壓波動。諧波電流流入系統(tǒng)使用電設(shè)備發(fā)熱，設(shè)備運(yùn)行可靠性降低。功率因數(shù)低，加大生產(chǎn)成本。為解決上述問題， 我公司參照類似工程經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真，在母線上裝設(shè)TCR型 TSVC無功功率補(bǔ)償設(shè)備，容量為 6MVA年功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)根據(jù)資料估算，變電所月平均電量1231.1萬KWh變電所的變壓

52、器安裝容量為25000 KVA,有功電度單價(jià)為 0.4636 元/ KW h。因此變電所月電量電費(fèi)為：月電量電費(fèi)=有功電度電價(jià)X月平均電量=0.4636元/ KW-h X 1231.1 萬KWh= 5707379.60煤礦變電所功率因數(shù)按0.78計(jì)，按規(guī)定無功功率調(diào)整費(fèi)率(即無功罰款率)為 率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用為:5%。故每月功285369.00 元相控電抗器型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置投運(yùn)后，功率因數(shù)達(dá)0.95以上，獎勵率為0.75 %，故每月獎月功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用=月電量電費(fèi)X無功調(diào)整費(fèi)率=5707379.60 X 5% =勵為:月功率因數(shù)獎勵費(fèi)用=月電量電費(fèi)X功率因數(shù)獎勵率=5707379.60 X 0.

53、75 %= 42805.3故每月可節(jié)省該項(xiàng)電費(fèi)為:月功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)=月功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用+月功率因數(shù)獎勵費(fèi)用=328174.0元每年可節(jié)省該項(xiàng)電費(fèi)為:年功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)=月功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)X12 月=3938088.0 元減少變壓器的銅損變壓器的損耗主要有銅損和鐵損。提高變壓器二次側(cè)的功率因數(shù)，可使總的負(fù)荷電流減少，從 而減少銅損。P如下:提高變壓器二次側(cè)的功率因數(shù)后，變壓器節(jié)約的有功功率 P=(P2 /SN)2(1 / COS 1-1 / COS 2)PK式中：P2SN變壓器負(fù)載側(cè)輸出功率;變壓器額定容量；COS 1變壓器原負(fù)載功率因數(shù)；提高后的變壓器負(fù)載功率因數(shù);PK變壓器的短路損失。煤礦變電所補(bǔ)償前功率因數(shù)0.7 ,補(bǔ)償后功率因數(shù) 0.95，變壓器的短路損失PK為500KVVP計(jì)算如下:2