低壓諧波治理方案(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高麗鋼簾線榮成有限公司低壓諧波治理兼無功補償裝置技術方案方案編號：序 號：設計： 審核： 批準： 設計單位： 設計日期： 目 錄第一章 項目概述1.1前言低壓諧波濾除裝置是專用于低壓電網(wǎng)3次、5次、7次、11次、13次及以上的諧波無源濾波裝置。適用于中頻冶煉、變頻、軋鋼、整流設備等的環(huán)境。該裝置采用了電感和電容器組成串聯(lián)諧振吸收回路，有效的將負載產(chǎn)生的諧波加以吸收，從而避免將諧波電流返送到電力變壓器，大大降低電網(wǎng)的諧波量，同時有利于用戶電力變壓器的運行，降低功耗，提高設備和其它電器組件的可靠性。此外該設備還提供一定容量的無功功率補償，提高用戶負載的運行效率。1.2諧波

2、的基本定義及基礎知識1.2.1領域內(nèi)關鍵詞語的基本概念 諧波：（harmonic） 對周期性交流信號量進行傅立葉級數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于1的整數(shù)倍的分量。我國供電系統(tǒng)頻率為50Hz，所以5次諧波的頻率為250 Hz。7次諧波的頻率為350 Hz。11次諧波的頻率為550 Hz，13次諧波的頻率為650 Hz。 公共連接點：（PCC）用戶接入電網(wǎng)的連接處。 總諧波畸變率：（THD）周期性交流量的諧波含量的方均根值與基波分量的方均根值之比（用百分數(shù)表示）。電壓總諧波畸變率以THDU表示，電流總諧波畸變率以THDI表示。 諧波源（harmonic source）：向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公

3、用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的電氣設備。 感性無功：電動機，變壓器在能量轉換過程中建立交變磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫感性無功功率。 容性無功電容器在交流電網(wǎng)中接通時在一個周期內(nèi)，上半周期的充電功率和下半周期的放電功率相等，不消耗能量，這種充放電功率叫容性無功功率。 功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值稱為功率數(shù)。 功率因數(shù)調(diào)整電費：實行兩部分電價制度的用電企業(yè)，供電部門根據(jù)用戶平均功率因數(shù)而加收或減免的電費，稱為功率因數(shù)調(diào)整電費1.2.2諧波的產(chǎn)生和危害 諧波的產(chǎn)生諧波主要是由于大容量整流或換流設備以及其它非線性負荷，導致電流波形畸變造成的。我們對這些畸的變交流量進行傅立葉

4、級數(shù)分解，即可得到50Hz的基波分量和頻率為基波分量整數(shù)倍的諧波分量。 諧波的危害 影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行：供配電系統(tǒng)中的電力線路與電力變壓器，一般采用電磁繼電器，感應式繼電器或新式微機保護進行檢測保護，在系統(tǒng)中這些屬于敏感元件，繼電器受到高次諧波的影響容易產(chǎn)生誤動作，微機保護由于采用了整流采樣電路，也及易受到諧波的影響導致誤動或拒動，這樣諧波嚴重威脅供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運行。 影響電網(wǎng)的質(zhì)量： 影響供電系統(tǒng)的無功補償設備：供電系統(tǒng)變電站均有無功補償設備，當諧波注入電網(wǎng)時容易造成高壓電容過電流和過負荷，使電容異常發(fā)熱：另外諧波的存在還會加快電容器絕緣介質(zhì)的老化，縮短電容的使用壽命。 影響電力變

5、壓器的使用：諧波的存在會使電力變壓器的銅損和鐵損增加，直接影響變壓器的使用效率；還會造成變壓器噪聲增加，縮短變壓器的使用壽命。 影響用電設備：諧波的存在會造成異步電機電動機效率下降，噪聲增大；使低壓開關設備產(chǎn)生誤動作；對工業(yè)企業(yè)自動化的正常通訊造成干擾，影響電力電子計量設備的準確性。1.2.3治理諧波及補償無功功率的重要性采用專門的濾波裝置能夠有效的濾除高次諧波，同時向電網(wǎng)提供容性無功功率，其重要性主要表現(xiàn)在以下方面： 濾除高次諧波能夠定化用電環(huán)境，降低視在功率，減少諧波電流在用電設備和輸配電設備中的發(fā)熱，直接節(jié)省有功功率；消除由于諧波產(chǎn)生的震動，延長電器的使用壽命；有效的消除對敏感元件的影響

6、。 由于濾波回路是由電抗器和電容器串聯(lián)形成的，所以在濾波的過程中能向電網(wǎng)注入容性無功，提高了功率因數(shù)，這樣就能避免供電部門高額的功率因數(shù)調(diào)整電費，由于無功電流的抵消，也相當于提高了配電設備的容量，減少了線損。無功功率補償還能提升末端的電網(wǎng)電壓，對優(yōu)化用電環(huán)境有很重要的意義。 在設計濾波器時，首先應滿足各種負載水平下對諧波限制的技術要求，然后在次前提下，使濾波器在經(jīng)濟上最為合理。除以上經(jīng)濟分析外，設計濾波器還應注意以下兩點：1）單調(diào)濾波器的諧振頻率會因電容，電感參數(shù)的偏差或變化而改變，電網(wǎng)頻率會有一定的波動，這將導致濾波器失諧。設計時應保證在正常是諧的情況下濾波裝置仍能滿足各項要求。2）電網(wǎng)阻抗

7、變化對濾波裝置尤其是其中的單調(diào)諧濾波器的濾波效果有較大影響，而更為嚴重的是，電網(wǎng)阻抗與濾波裝置有發(fā)生并聯(lián)諧振的可能，設計時應充分予以考慮。1.3諧波的治理方法 的方法無外乎有三種，無源濾波、有源濾波、。無源濾波無源濾波器由LC等被動元件組成，將其設計為某頻率下極低，對相應頻率諧波電流進行分流，其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道。無源濾波裝置的經(jīng)濟結構簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點 。但無源濾波裝置只能濾除某頻率范圍內(nèi)的且諧振點偏移使效果降低，無源濾波器補償效果隨著負載的變化而變化。有源濾波有源濾波器由電力電子元件和DSP等構成的電能變換設備，檢測負載諧波電流并主動提供對

8、應的補償電流，補償后的源電流幾乎為純，其行為模式為主動式電流源輸出。能做到適時補償，且不增加電網(wǎng)的容性元件，濾波效果好，在其額定的范圍內(nèi)，濾波效果是百分之百的。但有源濾波裝置由于受到電力電子元件耐壓，額定電流的發(fā)展限制，成本極高，其制作也較之無源濾波裝置復雜得多，成本也就高得多了。電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負荷，在運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這

9、就是無功補償。無功補償可以提高供用電系統(tǒng)及負載的功率因數(shù)，降低設備容量，減少。穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。在長距離輸電線中合適的地點設置裝置還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。1.4項目業(yè)主有關情況根據(jù)用戶提供的供電系統(tǒng)資料可知，4#配電系統(tǒng)中頻生產(chǎn)線上現(xiàn)有供電變壓器2臺，1#變壓器容量為2000KVA，2#變壓器容量為2500KVA，各一臺低壓母線并聯(lián)運行，電壓變比為10/0.4，帶多臺中絲收房、切割鋼絲、粗拉大拉機等設備。由于采用變頻控制及電機直起控制，在工作時不同程度地產(chǎn)生了一定的諧波發(fā)生量，根據(jù)現(xiàn)場實測的諧波測試數(shù)據(jù)分析可知，在用戶配電系統(tǒng)中，5次諧波電流含量可達到20

10、%以上，7次諧波電流也可達12%以上，諧波電流及諧波電壓畸變率將會遠遠超出國標電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T 14549-93的國家標準限值。高次諧波電流注入上端10KV電網(wǎng)，將導致電力系統(tǒng)中高次諧波含量迅速增長，引起供電電壓波形畸變，增加了線損和用電設備的損耗，造成了多余的能耗，同時影響電網(wǎng)其他用電設備的正常運行，降低了電能質(zhì)量，對設備的安全運行造成了安全隱患。同時由于設備運行時隨著負荷的變化功率因數(shù)變壓也較大，低負荷時只有0.8左右，這將產(chǎn)生多余的無功損耗，給用戶造成較大無功罰款，使用戶蒙受了較大的電費損失。為了保證設備正常運行、供電系統(tǒng)可靠供電和節(jié)約電能，需要對該設備采取抑制諧波電流的技

11、術措施，同時考慮補償基波無功功率。根據(jù)我國有關電網(wǎng)電壓質(zhì)量的標準規(guī)定，以及目前國內(nèi)外在諧波治理方面的研究成果，采用濾波兼動態(tài)補償技術方案，針對該整流產(chǎn)生的特征諧波分別設置濾波回路，吸收諧波電流，同時也起到補償基波無功功率、節(jié)約電能的作用。通過對三種濾波方式的分析最終選擇無功補償?shù)姆绞絹硐C波。無功補償方式相對于無源濾波來說效果要好，相對于有源濾波來說比較經(jīng)濟.所以選擇無功補償?shù)姆绞絹硐C波.理工電氣有限公司公司生產(chǎn)的諧波治理設備具有動態(tài)跟隨負荷的變化的特性，能有效提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量、功率因數(shù)和節(jié)約電能，同時提高整個用電系統(tǒng)運行的可靠性及設備運行效率，降低運行成本和設備維護費用，延長設備的使

12、用壽命，給用戶帶來明顯的經(jīng)濟效益。第二章 方案設計現(xiàn)場技術數(shù)據(jù)根據(jù)實測數(shù)據(jù)配置方案如下：第三章 設計、生產(chǎn)和售后服務服務內(nèi)容包括：項目管理；設計；外購件質(zhì)量監(jiān)督和采購；生產(chǎn)；質(zhì)量保證；供貨進度管理；試驗、檢查、安裝、調(diào)試與驗收；運輸方案；現(xiàn)場技術培訓；售后服務等6.1 運行的質(zhì)量體系：ISO9001：1000質(zhì)量保證體系6.2 項目管理及分工項目負責人：指定專人，負責協(xié)調(diào)在工程全過程的各項工作，如工程進度、設計制造、圖紙文件、設備催交、現(xiàn)場安裝、調(diào)試等技術負責人：指定專人，負責設計、設計聯(lián)絡和設計審查采購負責人：負責外購件的采購和進廠檢驗生產(chǎn)負責人：負責相關生產(chǎn)質(zhì)量檢驗負責人：指定專人，負責產(chǎn)

13、品的質(zhì)量檢驗、試驗及出廠調(diào)試現(xiàn)場安裝及售后服務負責人：指定專人，負責現(xiàn)場安裝、調(diào)試和售后服務培訓負責人：指定專人，負責相關技術培訓運輸負責人：負責運輸事宜6.3質(zhì)量保證和進度計劃管理項目進程運行的質(zhì)量體系程序文件名稱體系文件編號進度設計及簽訂合同產(chǎn)品設計管理程序合同評審程序文件和資料控制程序WQD/QP-18WQD/QP-02WQD/QP-03采購供方評定程序采購控制程序進貨驗收程序WQD/QP-04WQD/QP-05WQD/QP-09按合同進度要求生產(chǎn)與檢驗生產(chǎn)過程控制程序半成品和成品檢驗控制程序質(zhì)量記錄控制程序內(nèi)部質(zhì)量審核程序產(chǎn)品質(zhì)量檢驗文件WQD/QP-08WQD/QP-10WQD/QP

14、-14WQD/QP-15WQD/QR-29按合同進度要求運輸產(chǎn)品包裝及運輸程序WQD/QP-191-3天，汽運，木箱包裝安裝調(diào)試和售后服務現(xiàn)場安裝調(diào)試程序出差管理程序售后服務程序顧客滿意測量程序WQD/QP-20WQD/QP-25WQD/QP-21WQD/QP-17按項目進度要求培訓培訓管理程序WQD/QP-16按項目進度要求6.4現(xiàn)場服務安裝調(diào)試：本公司派遣受過嚴格專業(yè)培訓的，有兩年以上類似設備現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗的專業(yè)工程師2-3人作為現(xiàn)場服務人員。本公司現(xiàn)場服務人員熟悉合同設備的設計及其結構，能夠正確地進行現(xiàn)場指導設備的安裝及調(diào)試。處理調(diào)試、投運過程中出現(xiàn)的全部問題直至設備正常投運。技術培訓：本

15、公司派遣專人作為公司技術培訓負責人，對運行單位的操作、維護人員進行免費現(xiàn)場培訓。主要培訓內(nèi)容有工作原理、性能、調(diào)試、維護、操作等6.5售后服務故障響應：提供7×24小時響應并在24小時內(nèi)趕到現(xiàn)場提供服務。接到故障電話后，4小時內(nèi)給出答復，如需提供現(xiàn)場服務的，本項目在24小時以內(nèi)，維護人員到達維修現(xiàn)場。解決故障問題和更換缺陷部件的期限為： 24-48小時。產(chǎn)品質(zhì)保期：12個月，質(zhì)保期內(nèi)免費維修并恢復至原有功能。質(zhì)保期內(nèi)將免費更換發(fā)生故障的配件，同時由此發(fā)生的出差費用及其他費用由我方承擔。保修期：產(chǎn)品實行終生維護。質(zhì)保期后發(fā)生的元器件更換或其他配件的更換僅收取材料成本費和維修人員差旅費。

16、專心-專注-專業(yè)第四章 設計結論根據(jù)用戶提供的現(xiàn)場技術數(shù)據(jù)、技術要求，以及我公司對諧波數(shù)據(jù)的估算，結合我公司以往對其它同類型項目的大量設計經(jīng)驗，通過計算、修正及仿真分析，我們確定：采用低壓動態(tài)無功補償技術，在低壓側采用晶閘管投切濾波器組的就地無功補償兼濾波方式進行治理諧波和補償功率因數(shù)，即采用我司獲國家重點新產(chǎn)品的TXL-1型低壓諧波治理技術方案。通過以上設計可以得出如下結論：1、 該裝置能有效抑制4、5、7、11次諧波，濾波裝置投入后，注入公共連接點的諧波電壓及諧波電流均能滿足國際限值；2、 補償?shù)钠骄β室驍?shù)0.95；3、 補償過程中電網(wǎng)電壓波動滿足國家相關標準要求；4、 采用獲國家重點新產(chǎn)品的TXL-1型低壓諧波治理的獨有技術，技術先進可靠，能安全、可靠、長期無故障、全自動運行，主要元器件選型合理，且多為知名品牌，性價比突出。5、 本公司的產(chǎn)品設