無功補(bǔ)償諧波治理李群

無功補(bǔ)償與諧波治理

介紹人：李群無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!基本概念無功影響與諧波危害無功補(bǔ)償方法諧波治理手段介紹內(nèi)容無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!1基本概念用電負(fù)荷：電力用戶某一時(shí)間取用的電功率，分類如下，?有功功率，P=U?I?Cosθ，用電設(shè)備中，真正消耗能量的功率?無功功率，Q=U?I?Sinθ，建立磁場(chǎng)，進(jìn)行電磁能量轉(zhuǎn)換的功率?視在功率，S=U?I?功率因數(shù)，Cosθ=P/SIaUIIr無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!諧波：周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍分類：奇次諧波（2n-1）、偶次諧波（2n）零序性諧波(3n)、正序性諧波(3n+1)、負(fù)序性諧波(3n-1)非諧波：分?jǐn)?shù)次諧波、間諧波、旁頻、次諧波正弦波形畸變指標(biāo)：諧波含有率，總諧波畸變率，諧波電流有名值無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!T4430電壓VP(pu)VPP,QV02040800.81.00.6601000.9lagunitypfP有功、無功對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓的影響Cos無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理?xiàng)l例

第四章

電力用戶的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償設(shè)備的管理第十二條

用戶在供電局規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：

（1）高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.90及以上；（2）其他100kVA(kW)及以上電力用戶和大、中型電力排灌站功率因數(shù)為0.85及以上；（3）躉售和農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80及以上。凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電局可拒絕接電。第十四條

為調(diào)動(dòng)用戶改善電壓，管好無功設(shè)備的積極性，凡受電容量在100kVA(kW)及以上的用戶均應(yīng)按國家批準(zhǔn)的《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》的有關(guān)規(guī)定，實(shí)行功率因數(shù)考核和電費(fèi)調(diào)整。

無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!諧波引發(fā)諧振，造成大量電容器損壞。

并聯(lián)諧振：從諧波源看，系統(tǒng)和其補(bǔ)償電容是并聯(lián)關(guān)系，若并聯(lián)支路對(duì)某次諧波呈現(xiàn)高阻抗，則諧波過電壓，并引發(fā)各支路中諧波過電流。串聯(lián)諧振：從電源看，供電線路與用戶的供電變壓器和其二次側(cè)的補(bǔ)償電容器是串聯(lián)關(guān)系，若該回路對(duì)某次諧波呈現(xiàn)很低的阻抗，則將吸收大量的諧波電流。無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!電磁感應(yīng)式電能表計(jì)量誤差正弦波電源供非線性負(fù)荷：污染電網(wǎng)、少交電費(fèi)，對(duì)系統(tǒng)不公平諧波電源供線性負(fù)荷：多交電費(fèi)、用戶設(shè)備性能變壞，對(duì)用戶不公受諧波危害的電氣設(shè)備反過來也可能產(chǎn)生非諧波和諧波，又危害其他設(shè)備對(duì)一些高凈化要求的設(shè)備，如數(shù)控加工中心、調(diào)速電機(jī)、可編程邏輯控制器、計(jì)算機(jī)等，產(chǎn)生干擾，使之不能正常工作無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!中頻爐原理框圖無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!中頻爐電流變化曲線無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!軋鋼設(shè)備大型軋鋼廠的調(diào)速軋機(jī)和傳動(dòng)裝置，均采用晶閘管供電的直流電機(jī)，單機(jī)和連軋裝機(jī)容量都很大無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!無功沖擊曲線(kVar)電壓閃變曲線有功沖擊曲線(kW)電弧爐負(fù)載影響示例無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!3.2無功補(bǔ)償量的計(jì)算1.根據(jù)功率因數(shù)改善的需要確定平均有功P，補(bǔ)償前功率因數(shù)cos1，補(bǔ)償后功率因數(shù)cos2：2.提高母線運(yùn)行電壓的需要確定補(bǔ)償前電壓U1，補(bǔ)償后電壓U2：無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!無功電壓的就地控制無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!型式自飽和電抗器晶閘管控制電抗器晶閘管投切電容器代號(hào)SRTCRTSC無功輸出連續(xù)，感性/容性連續(xù)，感性/容性級(jí)差，容性動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間約10ms約10ms約10～20ms分相調(diào)節(jié)不能能能限制過電壓能力很好無無自生諧波量小有無吸收諧波能力好好無噪音大較小很小損耗率約（0.7～1)％約（0.5～0.7)％約（0.3～0.5）％可否直接接于超高壓有可能不可不可控制靈活性差好好運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單較復(fù)雜較復(fù)雜幾種靜補(bǔ)裝置的比較無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!實(shí)際SVC接線示例無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!TCR閥組控制系統(tǒng)水冷系統(tǒng)無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!（1）國際輸配電系統(tǒng)：全世界約400套，總?cè)萘?0Gvar工業(yè)企業(yè)：全世界約600套，總?cè)萘?0Gvar（2）國內(nèi)輸配電系統(tǒng)：7套6套進(jìn)口，容量分別105～170MvarCEPRI一套，100Mvar工業(yè)企業(yè)：約100套SVC的應(yīng)用無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!TSC型濾波補(bǔ)償裝置原理補(bǔ)償支路投切控制時(shí)序無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!需收集的數(shù)據(jù)資料（1）電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，考核指標(biāo)及限值（2）負(fù)荷性質(zhì)、無功需求、相關(guān)污染情況（3）實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（4）運(yùn)行電壓區(qū)間、最大最小短路容量等（5）相關(guān)指標(biāo)的分配系數(shù)無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!某六脈動(dòng)負(fù)載濾波效果示意無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!APF補(bǔ)償諧波電流原理圖4.4有源濾波器無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!UU2.1無功影響

1.線路壓降

2.線路功率損耗2無功影響與諧波危害無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!T4430電壓VP(pu)0200.81.00.6601001401.2無功動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)后的節(jié)點(diǎn)P-V曲線VPVjX動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償abP無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!諧波對(duì)同步、異步電機(jī)的影響主要是引起附加損耗，產(chǎn)生溫升；其次是產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲。諧波對(duì)變壓器的影響除引起變壓器繞組附加損耗外，也引起外殼、外層硅鋼片和某些緊固件發(fā)熱，并且有可能引起局部的嚴(yán)重過熱，并使噪聲增大。諧波引起電纜損壞的主要原因是局部放電，介損和溫升的增大。2.2諧波危害無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!諧波使電容器的運(yùn)行電流有效值增加，溫升增高，引起過熱而降低電容器的使用壽命或使電容器損壞；疊加在電容器基波電壓上的諧波電壓，使電容器運(yùn)行電壓的有效值和峰值電壓增大，使電容器在運(yùn)行中發(fā)生的局部放電不能熄滅；諧波使電容器組中的電抗器的諧波電壓很高，特別是可能出現(xiàn)尖頂波，其峰值電壓可能造成電抗器匝間絕緣的損壞。無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!諧波污染源冶金行業(yè)：交流電弧爐、直流電弧爐、鋼包精煉爐、中頻爐、軋鋼設(shè)備、電解設(shè)備化工行業(yè)：化工整流負(fù)荷交通運(yùn)輸：電氣化鐵路、地鐵、輕軌、有軌和無軌電車其它：變頻調(diào)速設(shè)備、電焊設(shè)備、低壓用電設(shè)備（開關(guān)電源、節(jié)能燈、UPS等）無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!中頻爐電氣特點(diǎn)中頻爐在接近滿載狀態(tài)下功率因數(shù)較高，可達(dá)0.9（甚至更高），一般其平均功率因數(shù)較高,可達(dá)0.851000kW以下的中頻裝置通常采用6脈波整流,1000kW以上的中頻裝置根據(jù)容量大小,采用12脈波、24脈波整流中頻爐對(duì)電網(wǎng)的影響主要是諧波，電壓波動(dòng)和閃變無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!中頻爐諧波頻譜（12脈沖整流）無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!不同類型軋鋼負(fù)荷變化曲線軋鋼負(fù)荷沖擊曲線有2種類型：間斷性脈沖狀的矩形波階梯型上升和下降的梯型波無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!3.1無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展的背景（1）電網(wǎng)側(cè)無功補(bǔ)償?shù)男枰?動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)無功、調(diào)節(jié)電壓及降損?系統(tǒng)故障時(shí)的動(dòng)態(tài)電壓支撐，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性

?系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，改善周邊沖擊性負(fù)載對(duì)系統(tǒng)的影響（2）負(fù)載側(cè)?動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)受端電壓，提高負(fù)載工作效率?動(dòng)態(tài)補(bǔ)償負(fù)載波動(dòng)性無功，提高功率因數(shù)，減輕力率罰款

?濾除諧波，改善電能質(zhì)量指標(biāo)，保護(hù)其他用電設(shè)備3無功補(bǔ)償方法無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!3.3常用的無功電壓控制手段電容（LC濾波）補(bǔ)償無功輸出優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)實(shí)用2.有載調(diào)壓調(diào)壓，間接影響無功負(fù)面影響防御措施：低壓自動(dòng)減負(fù)荷、足夠的備用無功3.SVC先進(jìn)的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置顯著的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償作用，代表近期無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展方向4.其他調(diào)控手段

電抗器、SR、TSC、SVG等無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!運(yùn)行分區(qū)電壓無功調(diào)整策略1越上限越下限退電容器，可能要調(diào)分接開關(guān)降壓2越上限合格調(diào)分接開關(guān)降壓3越上限越上限投電容器，調(diào)分接開關(guān)降壓4合格越上限投電容器5越下限越上限投電容器，可能要調(diào)分接開關(guān)升壓6越下限合格調(diào)分接開關(guān)升壓7越下限越下限退電容器，調(diào)分接開關(guān)升壓8合格越下限退電容器9合格合格—123456789UHULQLQH功率因數(shù)偏低功率因數(shù)超前無功電壓的九區(qū)圖控制策略無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!SVC裝置的結(jié)構(gòu)FC＋TCR結(jié)構(gòu)無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!

并聯(lián)電容器組/濾波器組：主要由電力電容器、串聯(lián)電抗器、放電線圈、避雷器、刀閘、斷路器等組成。

TCR支路：主要由相控電抗器、避雷器、晶閘管閥組、刀閘、斷路器等組成。

晶閘管閥組：由晶閘管元件、阻尼電阻、阻尼電容、水冷散熱器、晶閘管電子板等組成。

全封閉式純水冷卻系統(tǒng)：由主循環(huán)泵、去離子樹脂、緩沖罐、氮?dú)馄?、補(bǔ)液泵、補(bǔ)液罐、加熱器、精密過濾器、戶外水風(fēng)換熱器等主要部件組成。

SVC控制及保護(hù)系統(tǒng)：由監(jiān)控屏、調(diào)節(jié)屏、人機(jī)界面屏、保護(hù)屏、故障錄波屏等組成。SVC的系統(tǒng)構(gòu)成無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!晶閘管閥組無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!SR結(jié)構(gòu)及U/I特性無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!110kV1500MVA典型的和最常用的抑制與補(bǔ)償方法是加裝并聯(lián)無源濾波器。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，制造簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)不合理可能誘發(fā)諧振。11kV260MVAT允許少量諧波流入系統(tǒng)M整流裝置5th7thHP無源濾波器直流電機(jī)·····注入的總諧波電流4.1無源濾波器（LC）4諧波治理手段無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!無源濾波器（LC）設(shè)計(jì)流程資料收集系統(tǒng)背景測(cè)試諧波注入量歸算方案設(shè)計(jì)特性校核補(bǔ)償效果分析確定補(bǔ)償方案不滿足要求無功補(bǔ)償諧波治理李群共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!