高壓SVG技術(shù)方案

1、6KV類負(fù)荷項(xiàng)目高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方案萬源水泥廠北京華夏富寧能源科技有限公司目錄企業(yè)簡介3第一章 電能質(zhì)量概述71.1電壓偏差101.2三相電壓允許不平衡度111.3頻率111.4功率因數(shù)111.5電壓閃變121.6諧波12第二章 方案設(shè)計(jì)資料132.1 工況描述132.2 負(fù)荷情況13第三章 方案設(shè)計(jì)13方案13設(shè)備投運(yùn)后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)141諧波電壓142 諧波電流143電壓波動(dòng)144 功率因數(shù)14第四章經(jīng)濟(jì)效益分析15第五章 產(chǎn)品特點(diǎn)161 公司技術(shù)優(yōu)勢162 SVG產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)17企業(yè)簡介我公司成立于2003年，是一家專業(yè)從事柔性交流輸配電設(shè)備的制造與銷售的高新技術(shù)企業(yè)。在MCR型SVC、

2、STATCOM(SVG)、低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償與濾波裝置、APF、MCR型高壓電機(jī)軟啟動(dòng)器等領(lǐng)域處于國內(nèi)先進(jìn)水平，處于國際領(lǐng)先水平。公司與清華大學(xué)電機(jī)系建立了長期、穩(wěn)定的合作，形成了產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，產(chǎn)、學(xué)、研優(yōu)勢互補(bǔ)的創(chuàng)新機(jī)制，延伸了企業(yè)的新技術(shù)觸角，加快了最新科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化速度。 公司擁有一批電力電子、計(jì)算機(jī)控制、特種變壓器與電抗器設(shè)計(jì)方面的專業(yè)人才，柔性交流輸配電系統(tǒng)與元件的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、工程實(shí)施等全方位的解決能力。公司于2004年通過ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證。2008年，公司引入中國環(huán)境基金的戰(zhàn)略投資，為公司加快在柔性交流輸配電領(lǐng)域的發(fā)展提供了更大的支持。公司現(xiàn)有員

3、工216名，其中博士生3名，高級工程師20名，研究生12名，?？埔陨蠈W(xué)歷78名，隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理。公司依托于清華大學(xué)強(qiáng)大的研發(fā)背景，擁有較強(qiáng)技術(shù)力量，在電能質(zhì)量與電力電子領(lǐng)域擁有相對完整的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、工程實(shí)施等全方位的解決能力。尤其在MCR領(lǐng)域擁有世界領(lǐng)先的技術(shù)，在響應(yīng)速度、快速閉環(huán)、損耗控制等方面處于行業(yè)領(lǐng)先水平。研發(fā)部門目前有研發(fā)人員20余名，全部具有電力、電子、自控或相近專業(yè)本科以上學(xué)歷，50%以上是工科碩士，其中成功擔(dān)任過研發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理的有6人。公司經(jīng)過多年的積累與發(fā)展，全面具備了MCR本體、勵(lì)磁系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、濾波器等的整體設(shè)計(jì)能力，按照ISO9001的設(shè)計(jì)流程對設(shè)計(jì)工作進(jìn)行管理，常

4、用的設(shè)計(jì)軟件包括protel99se，Solidwork，Autocad，Pscad，MATLAB，Cadence等。質(zhì)量控制公司嚴(yán)格執(zhí)行ISO9001質(zhì)量體系要求進(jìn)行管理及設(shè)計(jì)生產(chǎn)，從合同的評審與簽定到項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的確定、設(shè)計(jì)的開發(fā)與確定、生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)進(jìn)度的控制與跟蹤都有嚴(yán)格的執(zhí)行人與審核驗(yàn)收人，出廠前的測試與試驗(yàn)都有嚴(yán)格的記錄，保證每臺出廠前的設(shè)備都經(jīng)過嚴(yán)格的測試與確定。公司具有完整的35kV以下電壓等級高低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備、高低壓電機(jī)軟啟動(dòng)裝置、高低壓干式/油浸特種變壓器與電抗器等的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和測試能力，具有35kV/10Kv/6kv/400V，5000KVAR全載無功功率測試平

5、臺。主營產(chǎn)品公司主要從事MCR型高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)、高壓靜止無功發(fā)生與濾波裝置STATCOM（SVG）、調(diào)壓型無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置、有載調(diào)壓+MCR混合型無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置、自動(dòng)投切式高壓無功功率補(bǔ)償裝置、低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置、低壓靜止無功發(fā)生器/有源濾波器（SVG/APF）、高低壓恒頻無源濾波器、恒阻尼率自動(dòng)跟蹤消弧線圈、配電網(wǎng)綜合故障診斷及錄波裝置、MCR型高低壓電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器、特種變壓器、電抗器等產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。發(fā)展趨勢在企業(yè)快速發(fā)展過程中，公司始終專注于電能質(zhì)量相關(guān)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)，把用戶當(dāng)作永遠(yuǎn)的合作伙伴。“銳意進(jìn)取，專業(yè)創(chuàng)新”是我們的信念，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、完善的服務(wù)是我們永

6、無止境的追求。愿我們攜手同行，共同營造高效和諧、綠色環(huán)保的用電環(huán)境。公司將致力于發(fā)展成為柔性交流輸配電領(lǐng)域的全面解決方案與產(chǎn)品供應(yīng)商。在MCR領(lǐng)域，公司將持續(xù)加大投入，不斷改善其性能，為廣大的風(fēng)力發(fā)電、電氣化鐵路、煤炭、冶金、電力系統(tǒng)的廣大用戶，提供高度可靠、性能優(yōu)越、免維護(hù)的全新的MCR型SVC設(shè)備，全面替代TCR型SVC，公司將不斷鞏固與加強(qiáng)在技術(shù)與產(chǎn)品上的領(lǐng)先優(yōu)勢，發(fā)展成為世界范圍內(nèi)領(lǐng)先的MCR型SVC供應(yīng)商。在APF/STATCOM領(lǐng)域，公司將加大投入，在現(xiàn)有基礎(chǔ)之上，通過與清華大學(xué)的深入合作，力爭發(fā)展成為國內(nèi)領(lǐng)先的大功率APF/STATCOM技術(shù)與產(chǎn)品供應(yīng)商。公司還將為用戶提供諸如調(diào)

7、壓型無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置、有載調(diào)壓+MCR混合型無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置、自動(dòng)投切式高壓無功功率補(bǔ)償裝置、高低壓軟啟動(dòng)器、自動(dòng)在線可調(diào)式高低壓并抗等技術(shù)與產(chǎn)品，為不同的用戶與需求提供經(jīng)濟(jì)、有效的電能質(zhì)量治理解決方案。企業(yè)宗旨“品質(zhì)第一、客戶至上”是本公司一貫的宗旨，堅(jiān)持以市場為中心，技術(shù)為先導(dǎo)，服務(wù)為后盾，在所有環(huán)節(jié)堅(jiān)持全面創(chuàng)新、持續(xù)改進(jìn)。第一章 電能質(zhì)量概述電能質(zhì)量(Power Quality)，從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。其可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)

8、過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。電力工業(yè)部關(guān)于頒發(fā)電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)定的通知中寫到：“電網(wǎng)供電電能質(zhì)量是電力工業(yè)產(chǎn)品的重要指標(biāo)，涉及發(fā)、供、用各方面投資者、經(jīng)營者的權(quán)益，優(yōu)良的電能質(zhì)量對保證電網(wǎng)和廣大用戶的電氣設(shè)備和各種用電器具的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、保障國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)的正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及提高人民生活質(zhì)量具有重要意義。同時(shí)，電能質(zhì)量有些指標(biāo)受某些用電負(fù)荷干擾影響較大。全面保障電能質(zhì)量是電力企業(yè)和用戶共同的責(zé)任和義務(wù)。國家在電力法中已作了相應(yīng)的要求，因此，各級電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)都要重視不斷提高電能質(zhì)量，結(jié)合本網(wǎng)實(shí)際，認(rèn)真貫徹執(zhí)行該規(guī)定。”電能質(zhì)量主要類型波形或RM

9、S變化電能質(zhì)量特征描述引起擾動(dòng)的主要原因解決方法表現(xiàn)形式類別暫態(tài)沖擊暫態(tài)擾動(dòng)1、峰值2、上升時(shí)間3、持續(xù)時(shí)間1、雷電2、電焊機(jī)3、負(fù)荷開關(guān)4、電容器開關(guān)1、裝避雷器2、裝濾波器3、裝隔離變壓器短時(shí)波動(dòng)暫態(tài)擾動(dòng)1、波形2、峰值3、頻率分量1、線路或電纜開關(guān)2、電容器開關(guān)3、負(fù)荷開關(guān)1、避雷器2、濾波器3、隔離變壓器驟降/驟升RMS擾動(dòng)1、RMS及對應(yīng)時(shí)間2、RMS值3、持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)端系統(tǒng)故障1、調(diào)壓變壓器2、能量存儲技術(shù)（抽水蓄能）3、不停電電源UPS電力中斷RMS擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間1、系統(tǒng)保護(hù)2、斷路器3、熔斷器4、定期檢修1、能量存儲技術(shù)（抽水蓄能）2、UPS3、備用發(fā)電低電壓/過電壓穩(wěn)態(tài)變化1、R

10、MS及相對時(shí)間2、統(tǒng)計(jì)1、馬達(dá)起動(dòng)2、負(fù)荷增加3、負(fù)荷減少1、電壓調(diào)節(jié)器2、調(diào)壓變壓器諧波穩(wěn)態(tài)變化1、諧波頻譜2、總諧波畸變率3、統(tǒng)計(jì)1、非線性負(fù)荷2、系統(tǒng)諧振濾波器電壓閃變穩(wěn)態(tài)變化1、Pst和Plt2、變化頻度3、調(diào)制頻率1、間隙性負(fù)荷2、馬達(dá)起動(dòng)3、電弧爐靜態(tài)無功補(bǔ)償器上表中羅列了一些電能質(zhì)量的主要類型、特征描述、引起擾動(dòng)的主要原因及其一般解決方法，這些電能質(zhì)量問題對系統(tǒng)的影響不容忽視。一方面，一些電能質(zhì)量問題的危害具有破壞性，例如：雷電沖擊、電容器和電纜線路投切時(shí)因諧波諧振而引起的過電壓往往會造成電氣設(shè)備的絕緣和機(jī)械損壞，從而影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行；繼電保護(hù)裝置因諧波和負(fù)序干擾引起誤動(dòng)造成

11、電網(wǎng)大面積停電從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)生不良的社會影響；短時(shí)的供電中斷或電壓跌落可能導(dǎo)致生產(chǎn)混亂或工業(yè)冶煉產(chǎn)品的大量報(bào)廢甚至危害人生安全，如某石化煉油廠曾發(fā)生因諧波電流過大造成電纜爆炸而引起火災(zāi)和人身傷亡事故；另一方面，某些電能質(zhì)量問題主要影響電氣設(shè)備的性能指標(biāo)，例如，不正常的電壓和頻率偏差會引起異步電機(jī)負(fù)荷的轉(zhuǎn)速和功率變化，導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)械的效率降低，使產(chǎn)品的質(zhì)量受到影響；諧波電流在旋轉(zhuǎn)電機(jī)、輸電線路、變壓器等輸配電設(shè)備中流通，使這些設(shè)備產(chǎn)生附加損耗而過熱，從而降低這些設(shè)備的壽命或容量；這方面的電能質(zhì)量問題涉及的電氣設(shè)備非常廣泛，危害具有隱蔽性，不容易被人們所認(rèn)識。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、過

12、程控制技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用，有些電力用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，由于電能質(zhì)量的問題造成的經(jīng)濟(jì)損失也越來越大，提高電能質(zhì)量和供電可靠性，為企業(yè)提供增值服務(wù)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。1.1 電壓偏差在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓偏差引起的電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問題。電壓過低將導(dǎo)致設(shè)備故障或不能正常工作。電壓偏差 GBl232590電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10；10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的土7；220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+710。1.2 三相電壓允許不平

13、衡度三相電壓不平衡 GBT15543-1995電能質(zhì)量一三相電壓允許不平衡度中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2，短時(shí)不得超過4。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定對每個(gè)用戶電壓不平衡度的一般限值為1.3。1.3 頻率我國電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率為50Hz ，GBT15945-1995電能質(zhì)量一電力系統(tǒng)頻率允許偏差中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可放寬到±0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在全國供用電規(guī)則中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為

14、±0.5HZ。1.4 功率因數(shù)功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大， 從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。那提高功率因數(shù)對我們用戶端有什么好處呢？ 通過改善功率因數(shù)，減少了線路中總電流和供電系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等的容量，因此不但減少了投資費(fèi)用，而且降低了本身電能的損耗。 藉由良好功因值的確保，從而減少供電系統(tǒng)中的電壓損失，可以使負(fù)載電壓更穩(wěn)定，改善電能的質(zhì)量。 可以增加系統(tǒng)的裕度，挖掘出了發(fā)供電設(shè)備的潛力。如果系統(tǒng)的功率因數(shù)低，那么在既有設(shè)備容量不變的情況下，裝

15、設(shè)電容器后，可以提高功率因數(shù)，增加負(fù)載的容量。 減少了用戶的電費(fèi)支出；透過上述各元件損失的減少及功率因數(shù)提高的電費(fèi)優(yōu)惠。1.5 電壓閃變波動(dòng)和閃變 GBl2326-如電能質(zhì)量一電壓允許波動(dòng)和閃變中規(guī)定：在公共供電點(diǎn)的電壓波動(dòng)允許值：10kV及以下為2.5%，35110kV為2，220kV及以上為1.6。1.6 諧波電網(wǎng)諧波是電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映了電力系統(tǒng)中諧波污染的程度，直接影響到電網(wǎng)和用戶電氣設(shè)備的正常安全運(yùn)行。接入電網(wǎng)的各種整流設(shè)備和其它諧波源設(shè)備所產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障

16、或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。公用電網(wǎng)諧波 GBT14549-93電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波中規(guī)定：公用電網(wǎng)諧波電壓、電流限值：電網(wǎng)標(biāo)稱電壓（KV）電壓總諧波畸變率()各次諧波電壓含有率()奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.8第二章 方案設(shè)計(jì)資料2.1 工況描述高壓設(shè)備一臺變壓器11kv/6000v，25000KVA6000v的高壓設(shè)備有：1、單段錘式破碎

17、機(jī)電機(jī)630KW 二臺2、原料磨主電機(jī) 1800kw 一臺3、窯尾排風(fēng)機(jī) 2000kw 一臺4、窯尾高溫風(fēng)機(jī) 1250kw 一臺5、煤磨主電機(jī) 630kw 一臺6、窯頭排風(fēng)機(jī) 450kw 一臺7、水泥立磨主電機(jī) 3150kw 一臺8、排風(fēng)機(jī) 1600kw 一臺9、變壓器630KVA 二臺10、變壓器1100KVA 四臺2.2 負(fù)荷情況目前變壓器工作時(shí)需要大量容性無功，目前采用11kV母線補(bǔ)償設(shè)備提供無功補(bǔ)償，既不合理也不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)在其它負(fù)荷6000V側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償。10000kvar第三章 方案設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場用電的實(shí)際情況，選擇動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備方案，在降壓器10kv側(cè)安裝高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SV

18、G)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。整套設(shè)備用以提高系統(tǒng)功率因數(shù)、改善電能質(zhì)量、穩(wěn)定電網(wǎng)以及節(jié)能降耗、降低運(yùn)行成本等目的。綜合考慮設(shè)備成本因素，采用一部分固定補(bǔ)償裝置5000kvar，高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVG)，單臺容量設(shè)計(jì)為5000kvar。高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVG)配置表：序號名稱規(guī)格和型號單位數(shù)量產(chǎn)地生產(chǎn)廠家備注1SVG成套裝置SD-SVG-3000/10套1本公司1.1啟動(dòng)裝置SVG-QD-3000/10套1本公司1.2IGBT換流閥組SVG-GL-3000/10套1本公司1.3控制、監(jiān)測與綜合保護(hù)系統(tǒng)SVG-KZ-3000/10套1本公司2連接電抗器CKGKL-120/10 12%臺3本

19、公司3電容器組TAB10-3000/334-ACW套1西安廣西無錫西安西容廣西桂容無錫賽晶3.1濾波電容器AAM11/3-334-1W 臺93.2串聯(lián)電抗器CKDGKL-60/10-6%臺33.3隔離開關(guān)GN24-12D/630A三相組13.4避雷器Y5WR-17/45只33.5放電線圈FDE-10只3設(shè)備投運(yùn)后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)1諧波電壓注入系統(tǒng)公共連接點(diǎn)（P.C.C.點(diǎn)）的諧波電壓總畸變率、奇次諧波電壓含有率、偶次諧波電壓含有率均滿足中華人民共和國電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波（GB/T 1454993）的要求。2 諧波電流注入系統(tǒng)公共連接點(diǎn)（P.C.C.點(diǎn)）的各次諧波電流滿足中華人民共和國電能質(zhì)量公用

20、電網(wǎng)諧波（GB/T 1454993）的要求。3電壓波動(dòng)去除背景電壓波動(dòng)后，在電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的電壓波動(dòng)d2%，滿足中華人民共和國電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變（GB 12326-2000）的要求。4 功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后其月平均功率因數(shù)cos0.98，且不過補(bǔ)償。第四章 經(jīng)濟(jì)效益分析通過我們上述的方案處理，使得貴廠的6000v側(cè)用電負(fù)荷大為改善，達(dá)到如下目的：1. 能夠即時(shí)跟蹤無功動(dòng)態(tài)，減少電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，用電電壓保持穩(wěn)定對用電設(shè)備等電器設(shè)備起到很好的保護(hù)作用；2. 采用第三代SVG無功補(bǔ)償與濾波裝置，可以有效消除諧波，從而減少電網(wǎng)中的污染，變壓器噪音大大減少，有效保護(hù)變壓器；3. 預(yù)計(jì)可以節(jié)約電能在3%；4. 所需的投資5000kvar×950元/kvar=4750000元；5. 按節(jié)電率3%計(jì)算25000kw（容量）×60%（工作效率）×24小時(shí)×300天×0.7元/度×3%=226.8萬元/年6. 投資回報(bào)期475萬元（總投資）÷226.8萬元/年=2.09年回收第五章 產(chǎn)品特點(diǎn)作為SVC的下一代產(chǎn)品，SVG與SVC的主要功能完全類似，但其補(bǔ)償特性與運(yùn)行范圍要大大優(yōu)于SVC。1 公司技術(shù)優(yōu)勢l 我公司現(xiàn)已成功實(shí)施了幾百套M