電能質(zhì)量產(chǎn)品技術(shù)交流課件

電能質(zhì)量產(chǎn)品技術(shù)交流

1謝謝觀賞2019-6-24公司生產(chǎn)基地2謝謝觀賞2019-6-24電氣有限公司產(chǎn)品系列1、ZN-APF有源電力濾波裝置2、ZN-TSF低壓動態(tài)無功補償及諧波治理成套裝置3、ZN-SVC高壓動態(tài)無功補償及諧波治理成套裝置4、ZN-FC高壓無功補償濾波成套裝置5、ZN-TBB高壓線路無功補償成套裝置6、ZN-MK低壓無功補償成套裝置3謝謝觀賞2019-6-24什么是電能質(zhì)量

1、電能質(zhì)量是衡量供電方為用電客戶供應的電力是否符合要求，以及用電客戶對供電方電網(wǎng)是否造成污染的指標體系，它直接影響著供、用電雙方的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

2、電能質(zhì)量一般是指電壓、電流的副值、頻率、波形等參量和國際或國內(nèi)規(guī)定值得偏差。4謝謝觀賞2019-6-24電能質(zhì)量的內(nèi)容1、公用電網(wǎng)諧波污染2、電壓偏差3、頻率偏差4、三相電壓不平衡5、電壓波動與閃變5謝謝觀賞2019-6-24什么叫無功？電源能量與感性負載線圈中磁場能量或容性負載電容中的電場能量之間進行著可逆的能量交換而占有的電網(wǎng)容量叫無功，無功功率表達式如下：式中無功量的單位為Var（乏），線電壓的單位為V（伏），視在電流I單位為A（安）。6謝謝觀賞2019-6-24無功電流示意圖1、紅色部分為有功電流2、藍色部分為無功電流有功電流無功電流7謝謝觀賞2019-6-24什么是無功功率所謂無功功率通俗地講就是不消耗電能的用電設(shè)備所消耗的功率。比如把一只電容器接入交流電路中，電路就會對電容器進行充放電，這樣就引成電流，充電時電容器畜存電能，放電時電容器把電能又還給電源，這樣電容器這個用電設(shè)備本身并不消耗電能，然而它卻有功率（功率等于電壓乖以電流強度），這就是無功功率，電容器雖然不消耗電能，但是因為有電流，所以電力線路上會消耗電能（電線都有電阻），對供電的電源變壓器來說更是一種負擔，因為變壓器的容量（它能提供的功率）是有限的，無功功率會占用變壓器的容量，使正常供電受到限止。同樣，把一只電感器接入交流電路，也會產(chǎn)生無功功率。不過電容器使電流相位超前，而電感器使電流相位滯后，它們的作用正好相反，可以相互抵消。一般的用電設(shè)備都是電感性的，如工廠里的電動機，它會產(chǎn)生感性無功功率，不但使電力線白白消耗電能，增加電力線路的負擔，更是白白占用電源變壓器的容量，是非常有害的。這時在電動機上并聯(lián)電容器，使感性負載與容性負載的作用相互抵消，這對電力線路和變壓器來說就沒有無功功率的影響了。無功補償裝置說白了就是配套的電容器（由許多只電容器并聯(lián)而成），它由自動控制設(shè)備自動接入電路，既不會補償不足，也不會補償過頭。

8謝謝觀賞2019-6-24無功及分類1、感性無功：電流矢量滯后電壓矢量90度，如：電動機、變壓器線圈、晶閘管變流設(shè)備等；2、容性無功：電流矢量超前電壓矢量90度，如：電容器、電纜輸配電線路、電力電子超前控制設(shè)備等；3、基波無功：與電源頻率相等的無功；4、諧波無功：與電源頻率不相等的無功。9謝謝觀賞2019-6-24什么是無功補償？

無功補償：

指根據(jù)電網(wǎng)中的無功類型，人為地補償容性無功或感性無功來抵消線路中的無功功率。無功功率有那些危害：

—無功功率不做功，但占用電網(wǎng)容量和導線截面積，造成線路壓降增大，使供配電設(shè)備過載，諧波無功使電網(wǎng)受到污染，甚至會引起電網(wǎng)振蕩顛覆。

10謝謝觀賞2019-6-24解決方案

無功補償示意圖用戶終端無功就地補償11謝謝觀賞2019-6-24

顯著提高配網(wǎng)出力

有功無功可利用空間12謝謝觀賞2019-6-24什么是動態(tài)無功補償？

動態(tài)無功補償 根據(jù)電網(wǎng)中動態(tài)變化的無功量實時快速地進行補償。為什么要進行無功功率補償

—是為了減小供配電線路中往復交換的無功功率，提高供配電線路的利用率。13謝謝觀賞2019-6-24進行就地動補的意義是什么？

就地動補的意義

—是能將用電設(shè)備至發(fā)電廠全程供配電設(shè)備、線路、都得到補償，降損節(jié)能效果顯著，特別是低壓線路及變壓器的損耗大幅度降低，企業(yè)和用戶直接受益。14謝謝觀賞2019-6-24就地動補的有功節(jié)能是什么？

就地動補的有功節(jié)能

—是減小供配電設(shè)備線路損耗，變壓器損耗等一切無功電流引起的發(fā)熱功率。這部分損耗功率Ps可由下式表達：

Ps=i2rΣ

式中i為視在電流，rΣ為供配電設(shè)備線路電阻和。15謝謝觀賞2019-6-24使用就地動補后線路損耗的節(jié)能比—補償后視在電流的平方與補償前視在電流的平方之比。即：I22rΣ：I12rΣ

式中I1

為補償前視在電流，I2

為補償后視在電流，rΣ為供配電設(shè)備線路電阻之和。16謝謝觀賞2019-6-24動補與靜補的主要區(qū)別及優(yōu)點靜補投切速度慢，不適合負載變化頻繁的場合，容易產(chǎn)生欠補或者過補償，造成電網(wǎng)電壓波動，損壞用電設(shè)備；并且有觸點投切設(shè)備壽命短，噪聲大，維護量大，影響電容器使用壽命。動補可對任何負載情況進行實時快速補償，并有穩(wěn)定電網(wǎng)電壓功能，提高電網(wǎng)質(zhì)量，無觸點零電流投切技術(shù)增加了電容器使用壽命，同時具備治理諧波的功能。17謝謝觀賞2019-6-24什么是諧波？

諧波 指電網(wǎng)中非基波（50Hz中國）的其他頻率的電流或電壓，如高次諧波，諧波亦屬于無功類別。諧波的危害

—諧波是供配電系統(tǒng)中的公害，可造成供配電線路，用電設(shè)備發(fā)熱，產(chǎn)生趨膚效應，使電氣設(shè)備、電動機產(chǎn)生機械振蕩。干擾無線電設(shè)備不能正常運行。電網(wǎng)中諧波量過大，可引起電網(wǎng)振蕩，造成電網(wǎng)顛覆的嚴重事故。18謝謝觀賞2019-6-24諧波的概念

周期性非正弦波可以利用傅立葉級數(shù)分解為基波和諧波兩部分。

基波f1——指頻率為F（中國為50Hz）的正弦波

諧波fn——指頻率為F正整數(shù)倍的正弦波諧波次數(shù)n——諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1)基波與三次諧波基波與五次諧波19謝謝觀賞2019-6-24諧波的產(chǎn)生當正弦波電壓施加在非線性負載上時，電流就畸變?yōu)榉钦也?，非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會使電壓波形也變?yōu)榉钦也ā?0謝謝觀賞2019-6-24諧波的危害

諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)對公用電網(wǎng)是一種污染，同時它使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化，也對周圍的通訊系統(tǒng)和公用電網(wǎng)以外的設(shè)備造成危害。其中對設(shè)備壽命和線損的影響是逐漸積累其效應的慢過程，一般在一定時期后才暴露，因此很多問題并不能及早被發(fā)現(xiàn)。近年來，各種電力電子裝置的迅速普及使公用電網(wǎng)的諧波污染日趨嚴重，由諧波引起的各種故障和事故也不斷發(fā)生，諧波危害的嚴重性也逐漸引起人們的注意。以下進行詳細說明：21謝謝觀賞2019-6-24諧波的具體影響諧波對電網(wǎng)的影響對旋轉(zhuǎn)電機影響對變壓器的影響對電容器組的影響并聯(lián)電容器對諧波的放大其它影響22謝謝觀賞2019-6-24諧波對電網(wǎng)的影響諧波電流在電網(wǎng)中的流動會在線路上產(chǎn)生有功功率損耗，雖然諧波電流與基波電流相比所占比例不大，但諧波頻率高，導線的趨膚效應使諧波電阻比基波電阻增加很多，因此諧波引起的附加線路損耗增大，增大線損，降低安全。對于采用電纜的輸電系統(tǒng)，諧波除了引起附加損耗外，還可以使電壓波形出現(xiàn)尖峰，加速電纜絕緣老化，使溫升增高，縮短了電纜的使用壽命。23謝謝觀賞2019-6-24對旋轉(zhuǎn)電機影響由于趨膚效應使電機的轉(zhuǎn)子繞組過熱，危及絕緣諧波引起機械振動、噪聲、諧波過電壓24謝謝觀賞2019-6-24對變壓器的影響諧波電流流入變壓器，增加了變壓器的銅損和鐵損，隨著頻率的提高，趨膚效應更加嚴重，鐵損也更大。有可能引起變壓器的局部嚴重過熱。當發(fā)生諧振時，會使鐵心嚴重飽和，勵磁中的諧波電流會大大增加。引起變壓器的噪聲25謝謝觀賞2019-6-24對電容器組的影響諧波電流疊加在電容器的基波電流上，使電容器電流有效值增大，溫升增高，甚至引起過熱而降低電容器的使用壽命或使電容器損壞。諧波電壓疊加在電容器基波電壓上，不僅使電容器電壓有效值增大，并可能使電壓峰值大大增加，使電容器運行中發(fā)生的局部放電不能熄滅。這往往是使電容器損壞的一個主要原因。26謝謝觀賞2019-6-24并聯(lián)電容器對諧波的放大：

在工頻頻率下，電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大得多，不會產(chǎn)生諧振。但對諧波頻率而言，系統(tǒng)感抗大大增加而容抗大大減小，達到諧振條件，就可能產(chǎn)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。使諧波電流（諧波電壓）放大幾倍甚至數(shù)十倍。無功功率補償裝置（電容器直接補償）投入后，一些供電設(shè)備中的電器件（包括變壓器、電抗器、電容器、自動開關(guān)、接觸器、繼電器）經(jīng)常損壞，這就是諧波電流被電容器直接補償引起的諧波放大后而造成的。27謝謝觀賞2019-6-24其它影響1、對開關(guān)設(shè)備的影響：使開關(guān)設(shè)備的遮斷能力降低，延緩甚至阻礙熄弧2、導致繼電保護和自動裝置的誤動作3、使電氣測量儀表不準確4、對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾28謝謝觀賞2019-6-24諧波治理措施簡介LC濾波器

在諧波源附近安裝若干單調(diào)諧及高通濾波支路，以吸收諧波電流，可以有效的減小諧波量。出現(xiàn)較早，具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資少、運行可靠性高、運行費用低等優(yōu)點，因此至今仍是應用最多的方法。ZN-TSF型LC濾波器。增加換流裝置的脈動數(shù)是一種較為積極的做法，可以有效的減小諧波量。采用高功率因數(shù)整流器。有源電力濾波器

降低裝置的價格，增大裝置的容量，提高系統(tǒng)的可靠性。29謝謝觀賞2019-6-24什么是無源電力濾波器1、濾波電路由無源元件（電阻、電容、電感）組成。2、無源電路中的器件不需要工作電源支持。3、無源電路中的信號如果沒有外部信號補充最后將衰減為零。

30謝謝觀賞2019-6-24上海卓能電氣有限公司生產(chǎn)的無源電力濾波器31謝謝觀賞2019-6-24什么是有源電力濾波器1、濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成。2、有源電路就是元件必須有工作電源支持，這里可理解源就是電源。3、有源元件定義為可以給外部電路提供大于零的平均功率的元件，而且該平均功率可以持續(xù)無限長的時間，這時候可理解源就是有源元件提供的信號源。

32謝謝觀賞2019-6-24上海卓能電氣有限公司生產(chǎn)的有源濾波器ZN-APF33謝謝觀賞2019-6-24無源電力濾波器的優(yōu)缺點

一般無源濾波指通過電感和電容的匹配對某次諧波并聯(lián)低阻（調(diào)諧濾波）狀態(tài)，給某次諧波電流構(gòu)成一個低阻態(tài)通路。這樣諧波電流就不會流入系統(tǒng)。無源濾波的優(yōu)點為成本低，運行穩(wěn)定，技術(shù)相對成熟，容量大。缺點為諧波濾除率一般只有60-70％，對基波的無功補償也是一定的。

目前在容量大且要求補償細致的地方一般使用有源加無源混合型，即無源進行大容量的濾波補償，有源進行微調(diào)。34謝謝觀賞2019-6-24無源電力濾波器的特點

無源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護方便等優(yōu)點。由于無源濾波器是通過在系統(tǒng)中為諧波提供一并聯(lián)低阻通路，以起到濾波作用，其濾波特性是由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定的。35謝謝觀賞2019-6-24無源電力濾波器的缺點

1、濾波特性受系統(tǒng)參數(shù)的影響較大；

2、只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用；

3、濾波要求和無功補償、調(diào)壓要求有時難以協(xié)調(diào)；

4、諧波電流增大時，濾波器負擔隨之加重，可能造成濾波器過載；

5、有效材料消耗多，體積大。

6、在濾波時都有補償，如系統(tǒng)本身功率因數(shù)較高，有可能會產(chǎn)生過補。

36謝謝觀賞2019-6-24有源電力濾波器的優(yōu)缺點

有源濾波自身就是諧波源。其依靠電力電子裝置，在檢測到系統(tǒng)諧波的同時產(chǎn)生一組和系統(tǒng)幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統(tǒng)諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時還可以動態(tài)補償無功功率。其優(yōu)點是反映動作迅速，濾除諧波可達到95％以上，補償無功細致。缺點為價格高，容量小。由于目前國際上大容量硅閥技術(shù)還不成熟，所以當前常見的有源濾波容量不超過600kvar。其運行可靠性也不及無源。

37謝謝觀賞2019-6-24有源電力濾波器的特點

與無源濾波器相比，有源電力濾波器具有高度可控性、快速響應性，不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變、補償無功，有一機多能的特點，其具體特點如下：

a.濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險；

b.具有自適應功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波。

c.盡管有源電力濾波器有著無源濾波器所不具備的巨大技術(shù)優(yōu)勢，但目前要想在電力系統(tǒng)中完全取代無源濾波器還不太現(xiàn)實。這是因為與無源濾波器相比較，有源電力濾波器的成本較高，這一點是限制其推廣使用的關(guān)鍵。

38謝謝觀賞2019-6-24高次諧波三相六脈波整流電路有哪些高次諧波

—三相整流設(shè)備含有5、7、11、13等次（6n±1）的高次諧波，含量為基波的1/5，1/7，1/11，1/13…1/（6n±1），高次諧波含量為：

即六相十二脈波整流電路有哪些高次諧波

—六相十二脈波整流電路含有：11、13、23、25…（12n±1）次高次諧波，高次諧波電流含量是：即39謝謝觀賞2019-6-24ZN-TSF系列動補的主要特點

用于低壓電網(wǎng)，靠近負載，采用TSC（晶閘管投切電容器）動態(tài)無功功率補償技術(shù)，晶閘管以10ms速度直接將電容器投入電網(wǎng)，實現(xiàn)了低成本、高效益。采用計算機數(shù)字化控制技術(shù)，對三相對稱或非對稱供配電線路中的無功功率進行實時、動態(tài)跟蹤補償，使功率因數(shù)始終保持在0.92以上。在電網(wǎng)電壓高低不同時采用不同的補償算法以確保不發(fā)生欠補償和過補償。過補償會引起電網(wǎng)電壓升高。本技術(shù)可以抵銷三相非對稱負載引起的零序電流和負序電流，補償后，三相非對稱負載和本裝置對電網(wǎng)等效于三相對稱負載。本裝置的微機故障自診斷系統(tǒng)可以對多種故障進行處理，如過電流、過電壓、電源缺相和相序錯等，容錯運行技術(shù)的應用，提高了補償裝置在無人值守下的運行可靠性。

40謝謝觀賞2019-6-24ZN-TSF系列動補的主要特點本裝置的投切時間為10ms，系統(tǒng)動態(tài)響應一般工業(yè)型為40ms，快速型為30ms。電容投入電網(wǎng)和退出電網(wǎng)均在電流過零點，入網(wǎng)電流為正弦，確保8421碼投切方式對電網(wǎng)不產(chǎn)生沖擊電流，保證晶閘管安全工作，延長補償電容器運行壽命。41謝謝觀賞2019-6-24

ZN-TSF系列動補治理諧波的指標治理五次諧波量50%以上；非標準設(shè)計，可以對各次諧波進行治理，達到國家標準。

適用場合—適用于如：冶金、化工、造紙等工礦企業(yè)，及居民生活小區(qū)，商業(yè)區(qū)域。42謝謝觀賞2019-6-24ZN-TSF系列動補補償量計算公式

—補償前和補償后負載容量不變的情況下：變壓器容量為S，補償前功率因數(shù)為，補償后功率因數(shù)要求提高到，那么補償容量為

—補償前和補償后滿負載容量的情況下：變壓器容量為S，補償前功率因數(shù)為，補償后功率因數(shù)要求提高到那么補償容量為43謝謝觀賞2019-6-24計算方法無功功率的計算方法式中為視在功率，為功率因數(shù)角。線路損耗的計算公式

PS=I2rΣ

式中I為視在電流rΣ為供配電設(shè)備線路內(nèi)阻和。變壓器的損耗的計算公式

PB=rBI2

式中I為視在電流，rB

為變壓器內(nèi)阻。44謝謝觀賞2019-6-24計算方法諧振頻率的計算公式變壓器阻抗的計算公式式中n為諧波次數(shù)，為電網(wǎng)角頻率，LB為變壓器漏感，U2為變壓器二次線電壓，UK為變壓器阻抗壓降比，S為變壓器容量。濾波器阻抗的計算公式式中n為諧波次數(shù)，為感性無功于容性無功容量之比，為電網(wǎng)角頻率。45謝謝觀賞2019-6-24計算補償電容的容量如何計算安裝ZN-TSF動補裝置后的增容容量？如何計算安裝ZN-TSF動補裝置后的節(jié)電量？46謝謝觀賞2019-6-24示例例如：某配電的一臺1000KVA/400V的變壓器，當前變壓器滿負荷運行時的功率因數(shù)cos=0.75，現(xiàn)在需要安裝ZN-TSF動補裝置，要求將功率因數(shù)提高到0.95，那么補償裝置的容量值多大？在負荷不變的前提下安裝ZN-TSF，動補裝置后的增容量為多少？若電網(wǎng)傳輸及負載壓降按5%計算，其每小時的節(jié)電量為多少？47謝謝觀賞2019-6-24解答補償裝置容量=安裝ZN-TSF動補裝置前的視在電流=安裝ZN-TSF動補裝置前的有功電流=安裝ZN-TSF動補裝置后視在電流降低=安裝ZN-TSF動補裝置后的增容量=增容比=

每小時的節(jié)電量(度)48謝謝觀賞2019-6-24動態(tài)無功功率補償裝置的功能

*抵消負載產(chǎn)生的基波無功功率

*抵消負載產(chǎn)生的諧波無功功率

*解決三相不平衡負載的平衡化問題49謝謝觀賞2019-6-24

抵消負載產(chǎn)生的基波無功功率●

感應異步交流電動機的功率因數(shù)：cos=0.9~0.6●

在中、輕載運行時，cos=0.8~0.4●

在起、制動過程中cos=0.4~0.2

例如：北京造紙廠打漿機的電動機功率為180KW，軟起動時，電動機的電流達到1500A，而采用動態(tài)無功功率補償裝置后，電動機的起動電流為400A，并且網(wǎng)壓跌落由ΔU=60V下降為ΔU=3V●變流裝置（SCR）的功率因數(shù)：cosΦ≈cosαα為整流角●當αmax=300時，功率因數(shù)：cosΦ≈cosα=0.866Q=50%S●當α=600時，功率因數(shù)：cosΦ≈cosα=0.5Q=87%S●當起動或低速咬鋼時，α≈800，功率因數(shù):cosΦ≈cosα=0.17；Q=98%S

例如：衡水京華焊管廠在軋鋼車間使用變流裝置，采用動態(tài)無功功率補償裝置（2.4MVAR）后，在整個軋鋼過程中，功率因數(shù)始終保持在0.95以上。50謝謝觀賞2019-6-24抵消負載產(chǎn)生的諧波無功功率--諧波無功功率主要由非線性負載產(chǎn)生變流裝置（SCR）產(chǎn)生諧波無功，理論證明：三相全控橋整流逆變裝置，六只晶閘管對稱觸發(fā)時產(chǎn)生6N±1次諧波，幅值為十二相變流裝置產(chǎn)生12N±1次諧波，幅值為交流電弧爐非對稱產(chǎn)生偶次諧波。51謝謝觀賞2019-6-24解決三相不平衡負載的平衡化問題

※根據(jù)不平衡三相負載理論：三相負載電流由三相平衡的正序電流和三相不平衡的負序電流及零序電流組成。（無零線的系統(tǒng)無零序電流）

※如果系統(tǒng)無零序電流，通常將解決三相不平衡負載的平衡化問題歸結(jié)為消除三相不平衡負載的負序電流。

※理論證明：三相負載電流Ia、Ib、Ic中如果沒有無功電流，并且零序電流為零，負序電流必然為零，即三相電流對稱。那么三相不平衡負載的平衡化問題就轉(zhuǎn)為各相無功電流的補償問題。

※無功功率補償裝置具由從變壓器輸出由功電流小的相抽取一定的由功電流，送到有功電流大的相上去的作用，使變壓器輸出個各相對負載只輸送有功電流，其幅值為原負載總有功電流的三分之一。

※例如；玻璃行業(yè)、晶體制造、三相供電單相使用等都是三相不平衡負載，都可以選取無功功率補償裝置解決平衡化問題。（舉例，成都二零八廠負載嚴重非對稱）52謝謝觀賞2019-6-24動態(tài)無功功率補償?shù)囊饬x

降低供配電系統(tǒng)的損耗提高供配電系統(tǒng)的利用率（增容）穩(wěn)定供配電系統(tǒng)的網(wǎng)壓動態(tài)無功功率補償可以降低諧波電流對供電系統(tǒng)的破壞作用

53謝謝觀賞2019-6-24降低供配電系統(tǒng)的損耗

供配電系統(tǒng)的損耗于供配電系統(tǒng)通過的總電流的平方成正比，系統(tǒng)總電流下降到0.707，損耗將下降50%。例如：一臺315KVA的供電變壓器，高峰負荷時，電流達到額定值，功率因數(shù)cos1=0.7，如果通過無功功率補償將功率因數(shù)提高到cos2=0.93問：A、改善功率因數(shù)以后，電能損耗下降的百分數(shù)為多少？

B、挖掘除變壓器容量潛力S為多少？

C、變壓器及線路每年減少損失為多少？解：A將功率因數(shù)cos1提高到cos2，那么最大電流將由I1下降到I2，因為負荷有功功率不變；

∴S1

·cos1=S2·cos2即I2=I1×

損耗于電流平方成正比，故其下降值為：

B因為負荷有功功率不變

∴S1

·cos1=S2·cos2即S2=S1

△S=S1-S2=

315=78（KVA）

C變壓器額定輸出時，自身損耗在3%~5%左右，那么變壓器每年減少損耗為；365×24×315×4%×43.35%=47848（KW.h）根據(jù)華北電管局統(tǒng)計資料，線損耗一般為5%，那么線路每年減少損耗為：365×24×315×0.75%×43.35%=41867（KW.h）注：動態(tài)無功功率補償裝置的有功節(jié)能只是降低了補償點至發(fā)電機之間的供配電的損耗。所以高壓網(wǎng)側(cè)的無功補償不能減少低壓閥側(cè)的損耗，亦不能使低壓供電變壓器的利用率提高，根據(jù)最佳補償理論，就地動態(tài)無功功率補償節(jié)能效果最為顯著。54謝謝觀賞2019-6-24

提高供配電系統(tǒng)的利用率（增容）

由于供配電系統(tǒng)中無功功率的存在，使得功配電系統(tǒng)利用率下降至cosφ

，當功配電系統(tǒng)功率因數(shù)從cos1提高到cos2時，供配電系統(tǒng)的增容率=例1：某供電系統(tǒng)通過無功功率補償將功率因數(shù)由cos1=0.7提高到cos2=0.95；那么增容率==35.7%例2：某一獨立的供配電變流系統(tǒng)動態(tài)功率因數(shù)最低為cos1=0.2，通過動態(tài)無功功率補償將功率因數(shù)提高到cos2=0.9那么動態(tài)增容率==350%由此可見動態(tài)無功功率補償?shù)男Ч浅ｏ@著。55謝謝觀賞2019-6-24穩(wěn)定供配電系統(tǒng)的網(wǎng)壓

供配電系統(tǒng)的電壓下降是由于系統(tǒng)內(nèi)阻抗上的壓降造成的。供配電系統(tǒng)內(nèi)阻抗一般可以認為是變壓器漏抗和系統(tǒng)阻抗組成，變壓器漏抗一般大于系統(tǒng)阻抗，低壓遠距離供配電系統(tǒng)反之。

=+△---------系統(tǒng)開路電壓

---------系統(tǒng)運行電壓△--------系統(tǒng)電壓降

---------系統(tǒng)視在電流56謝謝觀賞2019-6-24無功補償穩(wěn)定系統(tǒng)電壓分析1：負載為純阻抗時,變壓器最大輸出電壓：U=

其中：當變壓器輸出為額定電流時，UK=

結(jié)論：負載為純阻性時，變壓器輸出電網(wǎng)U比變壓器開路電壓E由所降落，但是很小。分析2：負載為純感性時，變壓器最大輸出網(wǎng)壓：U=E-△U結(jié)論：負載為純感性時，變壓器輸出網(wǎng)壓U比變壓器開路電壓E有所降落，最大電壓降落△U=分析3：負載為純?nèi)菪詴r，變壓器最大輸出網(wǎng)壓：U=E+△U結(jié)論：負載為純?nèi)菪詴r，變壓器輸出網(wǎng)壓U比變壓器開路電壓E有所升高△U=穩(wěn)定網(wǎng)壓的方法：提高功率因數(shù)，減少視在電流。改變△U的方向使系統(tǒng)程容性。綜上所述，動態(tài)無功功率補償可以通過對功率因數(shù)的調(diào)整實現(xiàn)對供配電系統(tǒng)網(wǎng)壓幅值的控制，例如電弧的動態(tài)無功功率的補償57謝謝觀賞2019-6-24

動態(tài)無功功率補償可以降低諧波電流

對供電系統(tǒng)的破壞作用

工業(yè)電網(wǎng)向非線性負載供電，不僅可以基波無功電流，還可以電網(wǎng)供電頻率的整倍數(shù)的諧波無功電流。諧波電流的危害有以下幾個方面：諧波電流在變壓器磁路中產(chǎn)生附加高頻渦流鐵損，使變壓器過熱，降低了變壓器的功率。諧波電流趨膚效應是導線等效截面變小，增加線路損耗。諧波電流使供電電壓產(chǎn)生畸形，影響電網(wǎng)上其他各種電器設(shè)備的正常工作，導致自動裝置的誤動作，儀表計量不準確。諧波電流對臨近通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。諧波電流通過一般補償電容器產(chǎn)生諧波放大，造成點容器使用壽命縮短，甚至損壞。諧波電流會引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，造成嚴重事故。58謝謝觀賞2019-6-24電容直接補償引起的諧波放大現(xiàn)象隨著電力電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，我國的工礦企業(yè)中大量的使用以晶閘管為主要開關(guān)器件的整流及變頻設(shè)備，這些設(shè)備都是產(chǎn)生大量諧波的發(fā)源地。我們在許多工礦企業(yè)中，經(jīng)常遇到這樣的情況，無功功率補償裝置（電容器直接補償）投入后，供電設(shè)備中的電器件（包括變壓器、電抗器、電容器、自動開關(guān)、接觸器、繼電器）經(jīng)常損壞，這就是諧波電流被電容器直接補償引起的諧波放大后而造成的。當＞或＞時，均稱為n諧波電流大。其中：

—n次諧波流入變壓器的電流

—n次諧波流入補償電容器的電流

—n次諧波源電流59謝謝觀賞2019-6-24電容直接補償引起的諧波放大現(xiàn)象時如何產(chǎn)生的呢?

當負載中存在n次諧波電流In時，補償電容器所在電網(wǎng)上級變壓器流入諧波電流Ibn，補償電容器所流入諧波電流Icn，下面使它們的表達式：

Ibn=（1）Icn=（2）

n——諧波次數(shù)

UK——上級變壓器短路電壓比

λC——電容器靜補電力與上級變壓器額定電流比公式（1）和（2）表明當Ibn和Icn大于負載產(chǎn)生的諧波電流In時，所造成的諧波放大現(xiàn)象是由于分母的絕對值小于1導致的。當公式（1）和（2）的分母等于0時，對應電容器和變壓器漏抗并聯(lián)諧振，即：λC=

（3）這時諧波放大倍數(shù)相當大（理論上無窮大），實際上變壓器和電容器流入的諧波電流時負載諧波電流的10~100倍，甚至引起電網(wǎng)諧振顛覆。例如對5次諧波，當=0.06,C=67%時，即產(chǎn)生5次并聯(lián)諧振。再例如對7次諧波，當=0.06,C=34%時，即產(chǎn)生7次并聯(lián)諧振。諧波放大時，大量的諧波電流在電網(wǎng)與補償電容之間往復交換，使包括變壓器放大是動態(tài)無功功率補償設(shè)計中要考慮的首要問題60謝謝觀賞2019-6-24L-C濾波器補償，使濾波器對諧波呈感性綜上所述，作為諧波源負載的補償裝置對諧波呈容性時必然引起諧波放大，必須用。這是我公司生產(chǎn)TP-TFC系列動態(tài)無功功率補償裝置與市場上其他補償裝置的根本區(qū)別。L-C濾波器的諧振頻率為，當電網(wǎng)頻率時，濾波器呈容性，用于補償負載感性無功功率。對頻率為的諧波有以下兩種情況：當f<fn時，濾波器呈容性，如果電網(wǎng)上并聯(lián)對諧波呈感抗的濾波器，由于變壓器漏抗的存在，概率波器對頻率為f的諧波呈放大作用。當時，濾波器呈感性，概率波器對頻率為f的諧波器濾波作用。濾波效果取決于f和fn的接近程度，如果f=fn濾波器呈很小的阻抗，幾乎所有的諧波量都被濾波器吸收，而不流入電網(wǎng)。61謝謝觀賞2019-6-24濾波器的設(shè)計思想

選擇濾波諧振頻率fn，fn接近要濾除的諧波頻率，雖然濾波效果好，但是由于諧波大量進入補償裝置，將大大提高補償裝置的成本。選擇諧振頻率fn一般要根據(jù)用戶對諧波濾出的要求，解決好濾除濾與成本的矛盾。當諧振頻率fn確定出來后，根據(jù)公式，即L和C的乘積一定。大量的設(shè)計選用C大L小的原則其好處是電容器較電感器價格便宜，同時，提供較大的基波容性無功功率。但是，在一些基波無功功率很小，諧波較大的場合，就需要C小L大的，這樣當濾波器投入后，在濾除諧波的同時不會出現(xiàn)基波無功功率過補的現(xiàn)象。62謝謝觀賞2019-6-24工業(yè)生產(chǎn)中集中典型的非線性負載的諧波抑制方案

可控硅整流器帶感性負載二極管整流器帶容性負載交流電弧爐負載63謝謝觀賞2019-6-24可控硅整流器帶感性負載例如：直流調(diào)速系統(tǒng)；交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)；直流電弧爐等。其特點是5次諧波量的20%；7次諧波量約占14%；11次諧波量約占9%；13次諧波量約占8%。對諧波濾除率要求不嚴格的場合可選用我公司生產(chǎn)的標準無功功率補償裝置。標準無功功率補償裝置內(nèi)部由若干路按8421比例配置的諧波濾波器，每路濾波對5次及5次以上諧波均呈感性，因而不會產(chǎn)生諧波放大現(xiàn)象。對諧波的電抗值隨投入的基波無功量的增大而減小，使濾波效果變好。換句話說，單位電容器流入的諧波量大量基本一定，投入的電容器越多，濾波的效果越好。這種標準無功功率補償裝置可以不用事先測量負載諧波電流實際值。對諧波濾除率按國標要求的場合，就要設(shè)計對諧波接近諧振的各次濾波器。這種濾波器投入電網(wǎng)可以吸收負載95%以上的諧波電流。因此必須根據(jù)用戶提供的最大可能的諧波電流值選擇電容器及電抗器的電壓及電流參數(shù)，所以屬于非標準設(shè)計

64謝謝觀賞2019-6-24二極管整流器帶容性負載

典型的是電壓變頻器。其特點是，只包括5次及5次以上的諧波。并且隨進線電抗大小不同，各次諧波比重也不同，各次諧波比重也不同，但是，高頻諧波含量往往超過可控硅整流器帶感性負載的情況。這類負載的另一個特點是功率因數(shù)在0.97以上，基本不需要補償。當變壓器所接觸這類負載外還有較大的基波無功功率負載時，可以采用上述的補償方案，在補償基波無功功率的同時，綠除諧波電流。如果變壓器只接這類負載，就要設(shè)計專用的濾波裝置，它能吸收較大的諧波電流，而輸出基波容性無功電流較小，不會出現(xiàn)過補償現(xiàn)象。這種濾波器由于C小L大，因而成本較高。65謝謝觀賞2019-6-24交流電弧爐負載

其特點是2次、3次、4次、5次及6次諧波電流含量較大，為避免諧波放大，2次、3次、4次、5次、繼6次諧波器幾乎工作在諧波狀態(tài)，并且要按客戶提供的實際諧波情況設(shè)計個次諧波濾波器，屬于非標準設(shè)計，而且目前針對電弧爐閃變的問題解決成本很高，一般用戶難以承受。

66謝謝觀賞2019-6-24動態(tài)無功功率補償?shù)幕驹?/p>

系統(tǒng)中基波感性無功的去除系統(tǒng)中諧波感性無功的去除三相不平衡負載平衡化67謝謝觀賞2019-6-24系統(tǒng)中基波感性無功的去除

利用同等電壓的感性電流與容性電流方向相反進行抵消。如果實現(xiàn)全補償，系統(tǒng)無功電流等于零。即：其中：Ic——容性補償電流Iz——負載電流cosφ——功率因數(shù)

68謝謝觀賞2019-6-24工程方案兩大類a.TSC方案，對感性負載系統(tǒng)配置可補償電容器，使總電流中無功電流等于零。通過調(diào)節(jié)補償電容器,使補償容性電流為：b.TCR方案，對感性負載系統(tǒng)配置固定補償電容器，使系統(tǒng)呈容性，再配置可調(diào)補償電抗器，使總電流中無功電流等于零。通過調(diào)節(jié)補償電抗器，使補償容性電流為：69謝謝觀賞2019-6-24

系統(tǒng)中諧波感性無功的去除

例如：5次諧波濾波器，LC諧振頻率低于250Hz為236Hz,此時LC阻抗Z對250Hz呈微感性，而對50Hz呈容性，諧波濾波原理實際上變?yōu)榉至髟恚凑辗至鞴降弥寒擹=Zb時諧波電流50%流入電網(wǎng)，其余50%流入LC濾波器支路，當Z=25%Zb時，諧波電流20%流入電網(wǎng)。注意：流入電網(wǎng)的諧波電流與流入LC濾波器的諧波電流之和等于負載諧波電流，不產(chǎn)生諧波放大現(xiàn)象。如果諧波濾波器的諧振點為270Hz,對5次諧波呈容性，那么將出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。電網(wǎng)諧波電流等于負載諧波電流加上濾波器電流，所以工程上諧波濾波器的諧振點應設(shè)計在低于所要濾除的諧波頻率。70謝謝觀賞2019-6-24

三相不平衡負載平衡化在無零序電流的情況下，可采用分相補償計算法，使各相無功電流為零。使三相系統(tǒng)平衡化。其中：電流I、Ibq、Icq分別為電流Iab、Ibc、Ica中的無功電流；Zab、Zbc、Zca為無功元件。當電流I為正值時，Zab為容性元件；反之，Zab為感性元件。當電流Ibc為正值時，Zbc為容性元件；反之，Zbc為感性元件。當電流Ica為正值時，Zca為容性元件；反之，Zca為感性元件。有零序電流時，可采用加裝感性元器件的方法，進行平衡化。（根據(jù)實際情況，進行非標設(shè)計）

71謝謝觀賞2019-6-24工程方案的比較

靜態(tài)無功功率補償電容柜高壓側(cè)RLC濾波器對基波呈容性過補，利用電抗器式高漏抗變壓器晶閘管調(diào)節(jié)就地改變電容器及諧波治理補償方式TFC72謝謝觀賞2019-6-24

靜態(tài)無功功率補償電容柜優(yōu)點：造價低。缺點：a.不是合負載急劇變化的工況；b.對諧波電流產(chǎn)生放大作用，增加電網(wǎng)負擔c.電容器容易損壞。

73謝謝觀賞2019-6-24

高壓側(cè)RLC濾波器對基波呈容性過補，利用電抗器式高漏抗變壓器晶閘管調(diào)節(jié)優(yōu)點：a.調(diào)節(jié)電感，電流變化平滑；b.RLC濾波器，濾波效果好；

c.無功補償調(diào)節(jié)速度快。缺點：a.造價昂貴，不適合應用在低壓系統(tǒng)；b.產(chǎn)生高次諧波，增加了諧波濾波器的負擔；c.不能解決低壓用戶負載非對稱問題；d.不能解決低壓用戶的增容問題，將損節(jié)能不明顯；e.自身損耗大（５％～８％），有功換無功得不償失；f.系統(tǒng)諧波振蕩問題（解決振蕩是國際上的難題，目前只有增加系統(tǒng)阻尼損耗；g.高壓閥塔造成及維護困難。74謝謝觀賞2019-6-24上海卓能電氣公司TFC動態(tài)無功補償

及諧波治理裝置案例分析太原鋼鐵集團公司大連某船廠四川某礦熱爐新疆準東某泵房廣東聯(lián)鋼核工業(yè)公司404廠首都鋼鐵集團公司九寨溝某酒店寧波卓成化纖公司一汽汽車底盤零件廠的機加車間象山振宇造船廠75謝謝觀賞2019-6-24

太原鋼鐵集團公司負載特點：不銹鋼冷軋薄板擴建工程冷軋廠1#、2#冷線酸洗槽電解整流柜，一臺2500KW變壓器帶8臺整流柜，典型6脈動可控硅整流電源，5，7，11，13次諧波較大，功率因數(shù)低。治理措施：設(shè)備側(cè)就地動態(tài)補償基波無功，設(shè)置5，7次濾波回路，補償基波無功共2000KVAR。因負載變化不大，采用大容量復合投切開關(guān)。效益簡析：消除諧波干擾；降損節(jié)能；提高配變出力76謝謝觀賞2019-6-24

大連某造船廠負載特點：此船廠共十個變電所，10/0.4KV變壓器累計80余臺，其中焊機、機床、天車等負載比較多，此類負載特點是諧波含量滿足國標，功率因數(shù)在0.6左右，沖擊性負載較多。治理措施：使用ZN-TSF-1-400A/250主柜一臺，ZN-TＳF-2-400A/250兩臺，低壓側(cè)集中動態(tài)補償同時抑制諧波放大。77謝謝觀賞2019-6-24

四川某礦熱爐負載特點：硅鐵冶煉廠，5000KVA，高壓進線為35KV，二次側(cè)電壓：100V，變壓器調(diào)壓方式為停電無載調(diào)壓。諧波基本滿足國標，引弧短時有諧波，其它時間無諧波。年平均功率因數(shù)0.78治理措施：使用ZN-TＳF-1-660A-400一臺，ZN-TＳF-2-660A-400四臺動態(tài)無功補償及濾波裝置，利用補償變壓器在35KV側(cè)進行動態(tài)無功補償。78謝謝觀賞2019-6-24

新疆準東某泵房負載特點：此用戶為泵房，變頻器有5臺，容量為1