電能質量解決方案

一、 電能質量解決方案總體示意圖

■ 補償原則：全面規劃、合理布局、分級補償、就地平衡；

■ 多種方式：可以分高壓補償、低壓集中補償、負載就地補償三種方式；

■ 混合補償：可采用SVG+FC、APF+TSC、APF+TSF、SVG+APF等多種組合的補償。

二、諧波治理與無功補償方案介紹

高壓補償方案介紹

某橡膠股份有限公司35KV變電站工程

高壓無功自動補償兼濾波裝置方案

1、系統概況

本期主變容量2×12500KVA，終期2×12500KVA。選用油浸式三相有載調壓變壓器。本期主變參數如下： 電壓比：35±3×2.5%/10KV  阻抗電壓：Uk=7.5%  接線組別：YNd11

2、補償設備

l 設備名稱：高壓無功自動補償兼濾波裝置

l 型號：W-TBB10-3750/417-AK

l 數量：2套（3750Kvar+3750Kvar）

3、裝置構成：

無功自動補償裝置為在線自動投切補償裝置，主要由電壓無功綜合自動控制裝置、綜合保護裝置、真空接觸器、電壓互感器、電流互感器、串聯電抗器、避雷器、接地開關、并聯電容器組等控制保護器件組成。

4、結構型式

本裝置為柜式結構，無功自動補償分為10kVⅠ段母線3750Kvar和10kVⅡ段母線3750Kvar，根據補償原理圖（圖中Ⅰ、Ⅱ母電容器接線柜、聯絡柜、進線柜、PT柜為原有設備），10kVⅠ、Ⅱ段母線無功自動補償分別由3面電容器柜（3x1250 Kvar）組成，10kVⅠ、Ⅱ段無功自動補償裝置由一套電壓無功綜合自動控制裝置控制，電容器投切由真空接觸器完成。

5、一次接線方案

W-SVG 高壓有源動態無功補償兼濾波裝置方案

1、方案設計

某企業變壓器參數：1#變容量：5000KVA;2#、3#、4#變容量均為3000KVA；5#、6#均為1000KVA動力變，有10KV母線供電。根據現場用電的實際情況，選擇動態無功補償設備方案，在變壓器10kv側安裝高壓動態無功補償裝置(SVG)，實現動態無功補償。整套設備用以提高系統功率因數、改善電能質量、穩定電網以及節能降耗、降低運行成本等目的。

綜合考慮其基波補償和諧波濾除等各種因素，采用一部分固定補償裝置（FC），分H5、H7、H11三支濾波通道，安裝容量為3000kvar；高壓動態無功補償裝置(SVG)，單臺容量設計為3000kvar。

2、SVG一次接線圖

3、產品特性

本項目設計選用成熟、可靠、先進、實用的，基于DSP全數字控制系統的SVG新型動態無功補償裝置。主要元器件選用國外著名公司的進口產品，IGBT或IGCT采用原裝進口優質元件，導通一致性好、壓降小、熱阻小，最適合高壓SVG裝置的長期可靠運行；

l 公司采用國際先進的系統仿真軟件，對諧波潮流、諧波阻抗、系統設置、操作過電壓等進行仿真計算，保證系統不同運行工況條件下，所設計的濾波器不與系統產生并聯諧振和諧波放大；

l 控制柜抗干擾能力強，控制系統響應時間快，可靠性高；

l 采用全數字控制系統；

l 監控系統采用一體化工作站，人機界面友好，方便用戶使用和維護。

低壓補償方案介紹

案例：某輪胎制造公司現場測試數據：

      變壓器參數：2000KVA；  10KV/0.4KV；  6%；  DYn11；

      功率參數：有功功率（P）763KW；  視在功率(S) 1185KVA；

      無功功率(Q)：915KVAr；  功率因數：0.63。

諧波參數：

根據以上數據，我們將制定多種解決方案，以供選擇應用。

方案1：TSF無源濾波補償方案

設計3次、4次、5次、7次、11次多頻點濾波支路，一次接線方案如下圖：

方案特點：

■ 采用LC無源濾波電路，由多頻點的8條濾波補償支路組成。

■ 補償總容量（有效輸出）700KVAr，安裝容量1575 KVAr，目標功率因數0.95。

■ 采用株洲南車晶閘管模塊為電子開關，投切過程無涌流、無過電壓、無電弧重燃現象。

■ 效果預測：5次、7次、11次諧波電流吸收率可達70%以上，注入公共連接點諧波電流滿足GB/T14549-93標準要求。功率因數可達≥0.95。

■ 運行穩定可靠，性價比高。

方案2：TSC調諧型動態補償方案

一次接線方案如下圖：

方案特點：

■ 采用電容器、串聯電抗器的方法，使調諧頻率低于網絡中產生的最低次諧波的頻率，致使該裝置在工頻時呈容性，改善功率因數，在諧波頻率時呈感性，防止諧波放大。

■ 補償總容量720KVAr(有效輸出)，安裝容量960 KVAr。

■ 整柜由8只抽拉式補償模塊組裝而成，具有工藝美觀、維護方便、可現場增容等優點。

■ 采用西門康晶閘管模塊組成電子開關，動態跟蹤負載變化。

方案3：SVG（靜止無功發生器）+FC無源濾波器方案

補償電路如下圖所示：

方案特點：

■ 由靜止無功發生器SVG與無源濾波器的混合補償。

■ 靜止無功發生器額定容量為350 KVAr,無源濾波器補償容量為350 KVAr。

■ SVG具有三種運行模式：即容性運行、感性運行、空載運行。具有連續、快速、動態補償的特點。

■ 可實現0～700kVAr的無極調節，使功率因數始終保持在1.0。

■ 5、7、11次諧波濾除率＞70%。

方案4：APF(電力有源濾波器)+TSC（動態無功補償）補償電路接線示意圖：

方案特點：

■ 由電力有源濾波器（APF）與動態無功補償裝置（TSC）組成的混合并聯補償。

■ APF承擔負載產生的諧波電流的補償；TSC承擔無功功率的補償。

■ TSC無功補償總容量700kVAr,APF容量為300A。

■ APF一機多能，具有補償負載諧波電流，補償無功實現三相平衡等功能，諧波電流補償范圍2-50次，動態響應時間80uS。

■ 有源和無源混合使用，發揮各自特性與優點。可達到電流總諧波畸變率（THD）低于5%，功率因數大于0.95的設計目標。

三、四種方案的特點與功能、性能對比：

四、方案應用：

某研究院設計圖：（TSC+APF）

中化化工科學技術研究總院設計圖：（就地電壓補償）

安徽省紡織工業設計院圖：（TSC+APF）

SVG典型設計圖：