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    解决方案

    电能质量解决方案

    发布时间:2017-10-31

    一、 电能质量解决方案总体示意图

     

     

    ■ 补偿原则:全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡;

    ■ 多种方式:可以分高压补偿、低压集中补偿、负载就地补偿三种方式;

    ■ 混合补偿:可采用SVG+FCAPF+TSCAPF+TSFSVG+APF等多种组合的补偿。

     

    二、谐波治理与无功补偿方案介绍

    压补偿方案介绍

    某橡胶股份有限公司35KV变电站工程

    高压无功自动补偿兼滤波装置方案

    1、系统概况

    本期主变容量2×12500KVA,终期2×12500KVA。选用油浸式三相有载调压变压器。本期主变参数如下: 电压比:35±3×2.5%/10KV  阻抗电压:Uk=7.5%  接线组别:YNd11

    2、补偿设备

    设备名称:高压无功自动补偿兼滤波装置

    型号:W-TBB10-3750/417-AK

    数量:2套(3750Kvar+3750Kvar)

    3、装置构成:

    无功自动补偿装置为在线自动投切补偿装置,主要由电压无功综合自动控制装置、综合保护装置、真空接触器、电压互感器、电流互感器、串联电抗器、避雷器、接地开关、并联电容器组等控制保护器件组成。

    4、结构型式

    本装置为柜式结构,无功自动补偿分为10kVⅠ段母线3750Kvar和10kVⅡ段母线3750Kvar,根据补偿原理图(图中Ⅰ、Ⅱ母电容器接线柜、联络柜、进线柜、PT柜为原有设备),10kVⅠ、Ⅱ段母线无功自动补偿分别由3面电容器柜(3x1250 Kvar)组成,10kVⅠ、Ⅱ段无功自动补偿装置由一套电压无功综合自动控制装置控制,电容器投切由真空接触器完成。

    5、一次接线方案


    W-SVG 高压有源动态无功补偿兼滤波装置方案

     

    1、方案设计

    某企业变压器参数:1#变容量:5000KVA;2#、3#、4#变容量均为3000KVA;5#、6#均为1000KVA动力变,有10KV母线供电。根据现场用电的实际情况,选择动态无功补偿设备方案,在变压器10kv侧安装高压动态无功补偿装置(SVG),实现动态无功补偿。整套设备用以提高系统功率因数、改善电能质量、稳定电网以及节能降耗、降低运行成本等目的。

    综合考虑其基波补偿和谐波滤除等各种因素,采用一部分固定补偿装置(FC),分H5、H7、H11三支滤波通道,安装容量为3000kvar;高压动态无功补偿装置(SVG),单台容量设计为3000kvar。

    2、SVG一次接线图

    3、产品特性

    本项目设计选用成熟、可靠、先进、实用的,基于DSP全数字控制系统的SVG新型动态无功补偿装置。主要元器件选用国外著名公司的进口产品,IGBT或IGCT采用原装进口优质元件,导通一致性好、压降小、热阻小,最适合高压SVG装置的长期可靠运行;

    l 公司采用国际先进的系统仿真软件,对谐波潮流、谐波阻抗、系统设置、操作过电压等进行仿真计算,保证系统不同运行工况条件下,所设计的滤波器不与系统产生并联谐振和谐波放大;

    l 控制柜抗干扰能力强,控制系统响应时间快,可靠性高;

    l 采用全数字控制系统;

    l 监控系统采用一体化工作站,人机界面友好,方便用户使用和维护。

    低压补偿方案介绍

    案例:某轮胎制造公司现场测试数据:

          变压器参数:2000KVA;  10KV/0.4KV;  6%;  DYn11;

          功率参数:有功功率(P)763KW;  视在功率(S) 1185KVA;

          无功功率(Q):915KVAr;  功率因数:0.63。

    谐波参数:

     

    基波

    H3

    H5

    H7

    H11

    H13

    THD %

    谐波电流

    1676 A

    13 A

    243 A

    51 A

    70 A

    19 A

     

    谐波电压

    395 V

    0.8 %

    2.3 %

    0.9 %

    1.5 %

    0.5 %

    3.64%

    根据以上数据,我们将制定多种解决方案,以供选择应用。

    方案1:TSF无源滤波补偿方案

    设计3次、4次、5次、7次、11次多频点滤波支路,一次接线方案如下图:

     

    方案特点:

    ■ 采用LC无源滤波电路,由多频点的8条滤波补偿支路组成。

    ■ 补偿总容量(有效输出)700KVAr,安装容量1575 KVAr,目标功率因数0.95。

    ■ 采用株洲南车晶闸管模块为电子开关,投切过程无涌流、无过电压、无电弧重燃现象。

    ■ 效果预测:5次、7次、11次谐波电流吸收率可达70%以上,注入公共连接点谐波电流满足GB/T14549-93标准要求。功率因数可达≥0.95。

    ■ 运行稳定可靠,性价比高。

     

     

     

     

    方案2:TSC调谐型动态补偿方案

    一次接线方案如下图:

       

    方案特点:

    ■ 采用电容器、串联电抗器的方法,使调谐频率低于网络中产生的最低次谐波的频率,致使该装置在工频时呈容性,改善功率因数,在谐波频率时呈感性,防止谐波放大。

    ■ 补偿总容量720KVAr(有效输出),安装容量960 KVAr。

    ■ 整柜由8只抽拉式补偿模块组装而成,具有工艺美观、维护方便、可现场增容等优点。

    ■ 采用西门康晶闸管模块组成电子开关,动态跟踪负载变化。

    方案3:SVG(静止无功发生器)+FC无源滤波器方案

    补偿电路如下图所示:

     

    方案特点:

    ■ 由静止无功发生器SVG与无源滤波器的混合补偿。

    ■ 静止无功发生器额定容量为350 KVAr,无源滤波器补偿容量为350 KVAr。

    ■ SVG具有三种运行模式:即容性运行、感性运行、空载运行。具有连续、快速、动态补偿的特点。

    ■ 可实现0~700kVAr的无极调节,使功率因数始终保持在1.0。

    ■ 5、7、11次谐波滤除率>70%。

    方案4:APF(电力有源滤波器)+TSC(动态无功补偿)补偿电路接线示意图:

     

    方案特点:

    ■ 由电力有源滤波器(APF)与动态无功补偿装置(TSC)组成的混合并联补偿。

    ■ APF承担负载产生的谐波电流的补偿;TSC承担无功功率的补偿。

    ■ TSC无功补偿总容量700kVAr,APF容量为300A。

    ■ APF一机多能,具有补偿负载谐波电流,补偿无功实现三相平衡等功能,谐波电流补偿范围2-50次,动态响应时间80uS。

    ■ 有源和无源混合使用,发挥各自特性与优点。可达到电流总谐波畸变率(THD)低于5%,功率因数大于0.95的设计目标。

     

     

     

     

    三、四种方案的特点与功能、性能对比:

    功能、性能特点

    有源滤波加

    动态补偿

    SVG 加FC

    无源滤波兼

    无功补偿

    动态无功补偿

    谐波滤除功能

    无功补偿功能

    响应速度

    80μS

    80μS

    20mS

    20mS

    谐波滤除率

    >85%

    主次>70%

    主次>70%

    ——

    谐波滤波次数

    2~50次

    5、7、11次

    5、7、11次

    ——

    功率因数

    ≥0.92

    1.0

    ≥0.92

    ≥0.92

    谐波达标

    达标

    达标

    达标

    不达标

    保护功能

    具备

    具备

    具备

    具备

    运行方式

    全自动

    全自动

    全自动

    全自动

    价格相比

    较低

     

    四、方案应用:

    某研究院设计图:(TSC+APF)

     

     

     

     

     

     

    中化化工科学技术研究总院设计图:(就地电压补偿)

     

     

     

     

     

     

     

     

    安徽省纺织工业设计院图:(TSC+APF)

     

     

     

     

     

    SVG典型设计图:

     

     


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