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解決方案

電能質量解決方案

發布時間:2017-10-31

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+FCAPF+TSCAPF+TSFSVG+APF等多種組合的補償。

 

二、諧波治理與無功補償方案介紹

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

設備名稱:高壓無功自動補償兼濾波裝置

型號:W-TBB10-3750/417-AK

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:

 

基波

H3

H5

H7

H11

H13

THD %

諧波電流

1676 A

13 A

243 A

51 A

70 A

19 A

 

諧波電壓

395 V

0.8 %

2.3 %

0.9 %

1.5 %

0.5 %

3.64%

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:

功能、性能特點

有源濾波加

動態補償

SVG 加FC

無源濾波兼

無功補償

動態無功補償

諧波濾除功能

無功補償功能

響應速度

80μS

80μS

20mS

20mS

諧波濾除率

>85%

主次>70%

主次>70%

——

諧波濾波次數

2~50次

5、7、11次

5、7、11次

——

功率因數

≥0.92

1.0

≥0.92

≥0.92

諧波達標

達標

達標

達標

不達標

保護功能

具備

具備

具備

具備

運行方式

全自動

全自動

全自動

全自動

價格相比

較低

 

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:

 

 


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