工業(yè)節(jié)能增效解決方案

1、目錄一、引言3二、工業(yè)用電現狀分析4三、解決方案11四、節(jié)能產品簡介15、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC）15、靜止無功發(fā)生器（SVG）18、晶閘管投切式電容器（TSC）20、有源電力濾波裝置（APF）23、穩(wěn)壓濾波器（AVF）26、固態(tài)切換開關（SSTS）28、智能節(jié)電裝置31五、專業(yè)技術服務36一、引言 隨著我國市場經濟體制的不斷完善，國內大多數企業(yè)面臨全球化的市場競爭日益加劇，多數企業(yè)都面臨著利潤下滑的處境，對此，只能從加強市場開拓以及強化成本控制兩方面著手。而在工業(yè)企業(yè)的各項成本中，電費已成為緊隨原材料成本、人工成本之后的最大的成本，特別是在某些高耗能企業(yè)中，電費已成為最主要

2、的成本。對大多數工業(yè)企業(yè)而言，電費也是未被企業(yè)控制的最后一項成本，許多企業(yè)由于管理、工藝、技術等各方面原因，用電利用效率普遍偏低，節(jié)能潛力巨大，因此通過技術手段來降低電費支出、提高利潤空間勢在必行。用電企業(yè)用電量越來越大的同時，伴隨而來的不僅在于電能利用率低、電能損耗大，更為致命的是供電的安全，如諧波、三相電流不平衡、電壓突變等電能質量問題。一次幾百毫秒的電壓突降可能導致整個供電系統(tǒng)的癱瘓，在造成巨大經濟損失的，石化企業(yè)一次雷擊可能造成巨大的損失和人員傷亡，諧波問題導致電容壽命急劇縮短、設備老化，三相不平衡電流導致的火災等等。因此對于現代工業(yè)企業(yè)來說提高供電系統(tǒng)安全性具有很可觀的經濟效益和社會

3、效益。二、工業(yè)用電現狀分析我國工業(yè)企業(yè)用電問題主要體現在兩個方面，一是供配電系統(tǒng)效率低、損耗大，用電設備效率低，二是電力品質低、電能質量差，威脅到設備安全運行。具體來說存在以下幾個主要問題：1. 功率因數低功率因數低主要的原因是感性負載的大量存在，工業(yè)用電中70%的用電量都被電機等感性負載消耗，感性負載正常運行需要消耗無功功率，如果不及時補償就會大大拉低供電系統(tǒng)的功率因數。功率因數的高低是影響電源利用率的關鍵因素，功率因數低，會降低電源利用率，降低設備的效率，增加了電路上的損耗，供電部門也會對企業(yè)的功率因數做考核，一般工業(yè)用戶要求功率因數在以上，低于將會面臨功率因數罰款。一般企業(yè)用戶可以通過安

4、裝固定投切電容補償設備來補償無功提高功率因數，但是也有些工業(yè)用戶存在沖擊性負荷，如鋼鐵的電弧爐、軋機，港口的吊機，汽車制造的電焊機，礦山的吊機，普通無功補償設備無法及時根據負荷的無功變化提供相應的無功，因此即使安裝了無功補償設備，功率因數依舊很低。因此此種場合就需要一種可以及時根據負荷無功變化提供動態(tài)無功補償的動態(tài)無功補償設備來解決此類問題。常見的可以對沖擊性負荷進行動態(tài)無功補償的設備包括靜止無功補償設備（SVC）、靜止無功發(fā)生器（SVG）、晶閘管投切電容器（TSC）等，一般通過安裝此類動態(tài)無功補償設備，兩年左右即可收回投資成本，并持續(xù)受益。2、電壓突變雷閃天氣造成線路受損，吊車、挖掘機等大型

5、設備作業(yè)造成的外力破壞事故，大型非線性、沖擊性負荷的投切等因素，容易對電網產生沖擊，引起瞬變電壓、浪涌電流甚至供電中斷等嚴重情況。此類電能質量問題（暫升、暫降、瞬時中斷）往往給石化、軍工、冶金、半導體制造、醫(yī)院、銀行等大中型企業(yè)帶來設備停運、工藝中斷、數據丟失、設備損壞等嚴重后果，造成巨大的經濟損失。因此通常架設多路電源，一旦運行的主供電電源出現故障或異常時，需要將敏感負荷的用電設備迅速切換到其他備用的電源，提高供電可靠性、保護敏感用電設備。工廠傳統(tǒng)采用的備自投開關，切換時間在1s以上，極易造成所帶負荷在切換過程中因為供電中斷而導致故障停機。如l IT設備：當電壓波動超過40，持續(xù)時間超過12

6、個周波（）時，導致數據丟失。l PLC：電壓低于10時，可工作15個周波（）；電壓低于(5060)時，停止工作；l 數控設備：電壓波動范圍一般為10，當電壓低于此值、持續(xù)時間超過23個周波（）時，保護性停機。l 變頻調速：當低于額定電壓70，持續(xù)時間超過6個周波(0.12s)時停機。精細加工業(yè)中的電機，電壓波動10、持續(xù)時間超過3個周波時，停機。l 電機：當電壓波動超過（5030）、持續(xù)時間超過1個周波（），控制開關就會跳閘。因此為保證負荷的持續(xù)供電，現在工廠也采用了諸如不間斷電源（UPS）、動態(tài)電壓恢復器（DVR）、固態(tài)切換開關（SSTS）等解決方案，在實際應用中也起到了良好的效果。3、諧波

7、工業(yè)企業(yè)普遍使用整流器、變頻器、可控硅、電弧爐等非線性設備，會產生大量的諧波，使系統(tǒng)電壓和電流的波形畸變，惡化電力品質，不但增加電耗，也影響了用電安全和設備使用壽命，諧波的危害已成為電網最主要的公害。諧波對公用電網和其他系統(tǒng)的危害大致有以下幾個方面：l 加大企業(yè)的電力運行成本由于諧波不經治理是無法自然消除的，因此大量諧波電壓電流在電網中游蕩并積累疊加導致線路損耗增加、電力設備過熱，從而加大了電力運行成本，增加了電費的支出。l 降低了供電的可靠性諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖，不僅導致變壓器、電容器等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應力增大。諧波電流能使變壓器的銅耗增

8、加，所以變壓器在嚴重的諧波負荷下將產生局部過熱，噪聲增大，從而加速絕緣老化，大大縮短了變壓器、電動機的使用壽命，降低供電可靠性，極有可能在生產過程中造成斷電的嚴重后果。l 引發(fā)供電事故的發(fā)生電網中含有大量的諧波源（變頻或整流設備）以及電力電容器、變壓器、電纜、電動機等負荷，這些電氣設備處于經常的變動之中，極易構成串聯或并聯的諧振條件。當電網參數配合不利時，在一定的頻率下，形成諧波振蕩，產生過電壓或過電流，危及電力系統(tǒng)的安全運行，如不加以治理極易引發(fā)輸配電事故的發(fā)生。l 導致設備無法正常工作對旋轉的發(fā)電機、電動機，由于諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉子回路及鐵芯中產生附加損耗，從而降低發(fā)輸電及用

9、電設備的效率，更為嚴重的是諧波振蕩容易使汽輪發(fā)電機產生震蕩力矩，可能引起機械共振，造成汽輪機葉片扭曲及產生疲勞循環(huán)，導致設備無法正常工作。l 引發(fā)惡性事故繼電保護自動裝置對于保證電網的安全運行具有十分重要的作用。但是，由于諧波的大量存在，易使電網的各類保護及自動裝置產生誤動或拒動，特別在廣泛應用的微機保護、綜合自動化裝置中表現突出，引起區(qū)域（廠內）電網瓦解，造成大面積停電等惡性事故。l 導致線路短路電網諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差，達不到正確指示及計量(計量儀表的誤差主要反映在電能表上)。斷路器開斷諧波含量較高的電流時，斷路器的遮斷能力將大大降低，造成電弧重燃，發(fā)生短路，甚至斷路器爆炸。

10、l 降低產品質量由于諧振波的長期存在,電機等設備運行增大了振動，使生產誤差加大,降低產品的加工精度，降低產品質量。l 影響通訊系統(tǒng)的正常工作諧波會對鄰近的通信系統(tǒng)產生干擾，輕者產生噪聲，降低通信質量；重者導致住處丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作?，F在已有部分先進的企業(yè)關注到諧波的問題，采用諸如無源濾波裝置（FC）、有源濾波裝置（APF）或者兩者結合的方式解決諧波污染問題，具有良好的經濟效益。4. 三相電源不平衡三相電力變壓器是按照對稱運行設計的。變壓器正常運行時，一次側電源和二次側負荷均應對稱。但在低壓配電網中由于單相負荷的存在，單相用戶的不可控的增容、大功率單相負載的接入以及單相負載用電的不同時

11、性等因素，導致配變變壓器的三相不平衡度越來越大, 甚至超過了變壓器設計的臨界值。三相電壓不平衡變壓器的不對稱運行實際上也是電力系統(tǒng)的不對稱運行。不對稱運行造成的三相電壓和電流的不平衡，對電力系統(tǒng)和電力設備會產生不利的影響。l 變壓器在三相負載不平衡運行時，會使負載較大的一相繞組過熱；同時在Y接線時會產生中性點的電位移，最嚴重時的一相接地，則會使另兩相電壓升高3倍，損害繞組的絕緣；另外由于磁路不平衡，零序漏磁會在非磁路金屬部件上產生附加損耗而發(fā)熱，降低變壓器性能，增加變壓器負載損耗。l 變壓器不平衡運行會注入系統(tǒng)負序分量，不平衡系統(tǒng)的負序分量會使系統(tǒng)發(fā)生誤動作，影響電網的安全運行。l 電網的不平

12、衡運行會對周圍正常通信系統(tǒng)產生干擾，影響通信質量。l 電網的不平衡運行會引起電動機的附加發(fā)熱，降低出力；也會使發(fā)電機利用率降低；單相負載電壓不足會影響電器設備的正常運行，電壓過高會損壞單相用電的電器設備。因此，解決配電網不平衡和非線性負荷對低電壓配電網的影響，對于電網運行的經濟性，實現節(jié)能減排、降本增效，提高電能質量及電網安全運行，具有積極的意義。靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC）、靜止無功發(fā)生器（SVG）、晶閘管投切電容器（TSC）等裝置可以實現分相調節(jié)，可自動調節(jié)三相電流、避免電壓零點漂移，使三相電流不平衡度控制在10%以內。由此大大提高了電能使用效率，降低了配變變壓器損耗及零線線路損耗，提

13、高了電網的安全性。5、電機損耗大、能效低風機、水泵、壓縮機等通用機械拖動設備為我國最主要終端耗電設備，用電量巨大。國內工業(yè)企業(yè)用電設備多為滿負荷設計，額定功率普遍偏大，實際運行效率低，占我國工業(yè)用電總量60%70%的電機，通常的使用效率不到75%，“大馬拉小車”與低負荷運行的情況相當普遍。在此狀態(tài)下，電機消耗的電能中有相當部分是以發(fā)熱、鐵損、銅損、噪音與振動等形式被浪費掉。而此類設備大部分設計為固定功率運行，但實際運行時所需的壓力或流量并不固定，且大多數低于電機額定功率供給的壓力或流量，電能浪費嚴重。此類電機通過變頻改造有巨大的節(jié)能空間，一般電機經過改造節(jié)能率可達20%以上。變頻技術利用先進的

14、串聯疊波技術、空間矢量控制的正弦波PWM調制方法，根據負荷參數變化自動進行電機運行頻率的改變，實現電機速度調節(jié)，始終保持電機運行在最佳經濟狀態(tài)，徹底解決電機輕載運行下電能的浪費問題，提高功率因數、降低損耗、節(jié)約電能。變頻技術節(jié)能效果三、解決方案我團隊的節(jié)電理念主要基于三個方面，一是有效的管理，二是供電系統(tǒng)的效率和可靠性，三是用電設備的運行效率。因此，節(jié)電應從以上三個方面入手，在用戶用電水平和用電舒適度的情況下，采用先進的技術、設備和管理，達到節(jié)能降耗、保護設備的目的。針對于工業(yè)領域的節(jié)能，我團隊從功率因數補償、諧波治理、供電可靠性、電機節(jié)能四個方面幫助企業(yè)取得良好的節(jié)能效益，針對于不同工業(yè)企業(yè)

15、的情況，可以結合其中幾種方案幫助企業(yè)取得最優(yōu)的節(jié)能效果。（一）、功率因數補償方案通過安裝中低壓無功補償裝置，分別在供電網絡中和靠近負荷側實施功率因數補償。針對于負荷變化大、電壓穩(wěn)定性差的電網，可以通過具有動態(tài)無功補償功能的裝置進行治理，始終保持功率因數在以上。對于三相不平衡的網絡可以選擇具有分相補償功能的無功補償裝置進行治理電網三相不平衡問題。功率因數補償方案的優(yōu)點：l 降低無功電流的網間傳輸，減少損耗；l 提高供配電設備容量的利用率；l 提高功率因數，免除功率因數罰款；l 穩(wěn)定母線電壓，優(yōu)化設備運行環(huán)境，提高使用壽命，降低損耗；l 平衡三相電流，提高系統(tǒng)運行安全性；l 抑制波動負荷和沖擊負荷

16、造成的電壓波動和閃變（二）、諧波治理方案采用專門的濾波裝置可以有效濾除高次諧波，從根本上解決諧波造成的危害。常見的濾波裝置是無源濾波器，無源濾波器利用電容和電感組成的濾波支路對高次諧波低阻抗的特性，可以濾除電網中的特征諧波。而新一代的濾波產品有源電力濾波器（APF）因其濾波效果好、濾波范圍寬、不發(fā)生諧振等優(yōu)勢，在工業(yè)企業(yè)應用的越來越廣泛。諧波治理方案的優(yōu)點：l 濾除高次諧波能夠凈化用電環(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；l 消除由于諧波產生的震動，延長電器的使用壽命；l 提高供配電及用電設備使用壽命，提高系統(tǒng)可靠性；l 有效的消除對敏感元件的影響。

17、（三）、供電可靠性方案對電能質量日趨敏感的工業(yè)自動化設備不斷增加：精密儀器、半導體制造、石化、冶金、紡織、玻璃、醫(yī)療等重要行業(yè)。短時的電壓突降或供電中斷會造成敏感設備停機，進而造成嚴重的后果。供電連續(xù)性技術包括不間斷電源（UPS）、快速切換開關（SSTS）等。供電可靠性方案的優(yōu)勢：負荷重要等級越高，因為供電事故造成設備停運導致的后果也就越嚴重，不僅會造成經濟損失，還可能危及到人的生命安全。因此保障設備的供電連續(xù)性，防止電壓突變、供電中斷等情況對設備安全運行的危害具有重要意義。（四）、電機節(jié)能方案針對于實際運行中，電機額定功率高，機械功需求變化大等原因，造成電機運行效率低，損耗大。選用變頻器、智

18、能節(jié)電器等裝置，可以根據實際需要，使電機始終工作在最佳工作狀態(tài)，大大降低電機損耗，節(jié)能量可達20%。電機節(jié)能方案的優(yōu)勢：l 安裝簡單，即在原開關柜與電機之間安裝電機節(jié)能裝置，對原有接線改動不大；l 節(jié)電效果顯著，節(jié)電率在20%以上；l 顯著降低電機啟動沖擊電流，提高電機使用壽命，減少電網造成的危害；l 改善電網供電品質，內置濾波電路，穩(wěn)定電機輸入電壓，濾除諧波。表3-1節(jié)能產品選型表產品名稱電壓等級主要功能特點適用場合典型應用靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC）635kV（通過升壓變壓器可接入高電壓等級電網）1、 動態(tài)無功補償，提高功率因數；2、 穩(wěn)定電壓，治理電壓波動閃變；3、 治理三相不平衡；

19、4、 濾除諧波5、 實時監(jiān)測系統(tǒng)電能質量；適用于負荷變化快、功率因數低、電壓波動和閃變頻繁、補償容量大、電壓等級高的場合。交直流輸電、中心變電站、冶金、電力機車、石化等靜止無功發(fā)生器（SVG）35kV（通過升壓變壓器可接入高電壓等級電網）1、 動態(tài)無功補償，提高功率因數；2、 穩(wěn)定電壓，治理電壓波動閃變；3、 治理三相不平衡；4、 實時監(jiān)測系統(tǒng)電能質量；適用于負荷變化快、功率因數低、電壓波動和閃變頻繁、安裝面積小的場合。風電場、煤礦、電力機車、地鐵、冶金、港口等晶閘管投切電容器（TSC）1、 無功補償，切換速度20ms；2、 分相補償，治理三相不平衡；3、 無源諧波；適用于負荷變化快、諧波含量

20、高、電容器無法正常投切、功率因數低的場合。電焊機、提升機、大型電機等沖擊性負荷有源濾波裝置（APF）1、 濾除諧波；2、 分相補償，治理三相不平衡；3、 具有無功補償能力；4、 實時監(jiān)測系統(tǒng)電能質量；適用于負荷變化快、諧波含量高且頻譜范圍寬的場合。變頻器、大容量UPS、中頻爐、鑄錠爐、焊機、可控硅調光系統(tǒng)、大型直流電機、電梯、精密儀器和敏感設備等穩(wěn)壓濾波裝置（AVF）0.220.4kV1、穩(wěn)定母線電壓2、隔離諧波；3、提供可靠保護；4、備用電源主動切換適用于電壓波動范圍、諧波含量超出負載可靠運行的條件，威脅到電力系統(tǒng)設備安全運行。鐵路變電站二次電源、電子行業(yè)、重要負荷電源等固態(tài)切換開關（SST

21、S）10kV1、 主備電源無縫切換，防止敏感設備斷電；2、 切除短路電流；適用于供電電壓短時電壓波動、跌落頻繁，容易因此造成嚴重損失的場合，確保重要負荷供電不受影響。石化、冶金、半導體工廠、醫(yī)院、實驗室、商務中心等重要負荷。智能節(jié)電裝置0.410kV1、 穩(wěn)定母線電壓；2、 變頻調速，保持電機運行在最經濟狀態(tài)；3、 提高供電質量；4、 軟啟動功能；適用于負載變化大，啟動沖擊大，電能質量差的，設備損耗高的場合風機、水泵、空壓機、抽油機等四、節(jié)能產品簡介、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC）在冶金、化工、鐵道及城市供電系統(tǒng)中，大容量非線性沖擊性用電設備越來越多，它們的運行將產生大量諧波電流饋入電網，引

22、起供電系統(tǒng)電壓波形畸變；同時伴隨的大量無功功率沖擊，導致供電母線電壓波動和閃變；有的甚至可能引起三相不平衡，對供電系統(tǒng)及相鄰用電設備產生不良影響。 SVC（Static Var Compensator）靜止型動態(tài)無功功率補償成套裝置，采用了傳統(tǒng)的LC無功功率補償與濾波技術和靜止動態(tài)無功補償技術相結合的技術方案，既解決了高次諧波問題和無功功率補償問題，又解決了無功功率波動導致的供電電壓波動、閃變和三相線路不平衡問題。該技術的方案和產品廣泛適用于冶金工業(yè)的電弧爐、軋鋼機和電氣化鐵路及輸配電站的動態(tài)無功功率補償和諧波治理，限制電壓波動和閃變，也適用于分相運行的電力系統(tǒng)，

23、做三相不平衡調整。Ø SVC技術原理如圖所示，SVC以并聯方式接入電網中，本裝置主要由濾波補償支路FC和動態(tài)無功調節(jié)裝置兩部分組成。其中動態(tài)無功調節(jié)裝置提供動態(tài)感性無功，其與并聯提供容性無功的FC支路配合，具備從容性到感性區(qū)間的動態(tài)無功調節(jié)能力。FC支路還可以濾除系統(tǒng)中存在的諧波。SVC單線系統(tǒng)圖目前成熟的動態(tài)無功調節(jié)技術主要為晶閘管相控電抗器技術（TCR）和磁閥式可控電抗器技術（MCR），兩種技術各有特點，可以根據用戶現場情況選用，TCR技術補償響應速度快，單套補償容量大，MCR技術直掛電網電壓等級高，占地面積小。u 晶閘管相控電抗器TCR原理如圖所示，TCR由若干個晶閘管級（每級

24、由一對反并聯的晶閘管Th1、Th2和輔助電路組成）和電抗器串聯組成。通過改變晶閘管觸發(fā)延遲角的大小，控制流過相控電抗器電流的大小，就能使TCR支路吸收的感性無功功率連續(xù)變化。單相TCR接線原理圖TCR電流電壓波形u 磁閥式可控電抗器MCR原理磁閥式可控電抗器（MCR）基于極限磁飽和原理和磁閥技術。MCR是一種鐵芯中具有多種面積的電抗器，截面積較小的部分被稱為磁閥，磁閥部分可以在極限飽和區(qū)連續(xù)調節(jié)，使得電抗器的感抗可大范圍連續(xù)變化，從而輸出可變的感性無功。MCR結構原理圖MCR等效電路圖Ø SVC應用案例以鋼鐵有限公司60噸超高功率豎式電弧爐設備工況舉例說明，電弧爐變壓器高壓側電壓35

25、kV，低壓側10kV，該電弧爐生產時影響電網質量：無功功率劇烈波動造成電網電壓波動和閃變、向電網注入諧波電流、三相電壓不平衡。為解決上述問題，假設我們采用TCR型SVC靜止型動態(tài)無功補償裝置在10kV側進行改造，總補償容量25Mvar，電容器安裝容量為48Mvar，裝置由2、3、4、5次濾波器(FC)加相控電抗器(TCR)組成，總造價375萬元。l 功率因數罰款SVC投運前60噸超高功率電弧爐在熔化期功率因數低于，為此，供電部門每月進行功率因數低罰款，2011年10月至2012年2月份平均每月罰款萬元。TCR型SVC投運后，功率因數達到以上，避免了因功率因數過低造成的罰款電費，按投運前每個月罰

26、款數據可得出一年節(jié)省罰款電費：萬元萬元并且由于提高了功率因數，減少了無功電流，也減少了相應的電能損耗。l 穩(wěn)定一次側母線電壓(35kV)，縮短冶煉時間高功率電弧爐的無功沖擊大而且急劇波動，最大的無功波動值一般可達到電爐變的額定容量的倍，無功急劇變化引起電網電壓急劇變動。投入SVC裝置后，35kV母線電壓波動限制在±1kV之間，無功沖擊引起的電壓波動被有效抑制，由于電壓穩(wěn)定，電弧爐工況好，使電弧爐每爐鋼的冶煉時間縮短，冶煉效率提高。l TCR型SVC投運后的社會效益² 改善無功沖擊引起的閃變指標² 減少高次諧波的危害² 降低負序電流的危害4.2、靜止無功發(fā)

27、生器（SVG）SVG靜止同步補償器（Static Synchronous Compensator, 簡稱STATCOM）是一種用于電氣系統(tǒng)無功功率補償領域，面向二十一世紀，突破無功補償傳統(tǒng)理念的高技術產品。該產品采用半導體電力電子器件來搭建整流和逆變電路，可實現對感性、容性負荷雙向補償，連續(xù)調節(jié)，實現功率因數全程補償接近1。作為新一代的無功補償設備，SVG在響應速度、穩(wěn)定電網電壓、降低系統(tǒng)損耗、增加傳輸能力、提高瞬變電壓極限、降低諧波和減小占地面積等多方面具有優(yōu)越的性能。Ø SVG技術原理SVG的基本原理是，將電壓源型逆變器，經過電抗器并聯在電網上。通過

28、調節(jié)逆變橋中IGBT器件的開關，可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位，因此，整個裝置相當于一個調相電源。通過檢測系統(tǒng)中所需的無功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無功，實現無功的就地平衡，保持系統(tǒng)實時高率因數運行。Ø SVG的技術特點SVG相對于傳統(tǒng)的固定電容補償、機械開關投切電容、晶閘管投切電容為主要代表的補償方式，有著無可比擬的優(yōu)勢：1、具備抗諧波功能，更保障系統(tǒng)安全SVG是可控電流源，只補償基波無功電流，系統(tǒng)諧波電流不會造成補償設備損壞，使其使用壽命延長、維護工作量少。2、動態(tài)連續(xù)平滑補償，更高的響應速度使對電壓閃變的補償效果更好SVG可以跟隨負載變化，動態(tài)連續(xù)補償功率因數

29、，可以發(fā)無功，也可以吸收無功，徹底杜絕了無功倒送的情況。3、可以實現分相補償，解決負荷的不平衡問題4、電流源特性，輸出無功電流不受母線電壓影響，補償能力更強Ø 應用案例以金屬制品公司為例，該公司每月因功率因數過低導致每月電費的無功罰款2萬元。經過現場考察及電能質量測試評估，結果如下：由接觸器控制投切電容補償裝置經常無法投運，每次電容器跟換后只能用三個月到半年，部分電容器出現漲肚、漏油的情況。該企業(yè)氬焊機工作時無功不夠，而不工作時則過補，因此過補和欠補的情況都很嚴重，導致功率因數很低，且造成了諧波放大。經改造，安裝SVG系列低壓動態(tài)無功發(fā)生器后，取得了以下治理效果：² 免除無

30、功罰款，節(jié)電率達到8%，為企業(yè)創(chuàng)造直接效益；² 解決了因諧波放大引起的電容無法正常投切的問題，徹底杜絕了電容器損壞的情況；² 治理諧波，延長電氣設備使用壽命，保障電氣安全。4.3、晶閘管投切式電容器（TSC）晶閘管投切式電容器（TSC）采用晶閘管串聯組成交流無觸點開關，可實現對多級電容器組的快速過零投切，克服了傳統(tǒng)無功補償裝置的接觸器觸點容易燒損、電容器易損壞、功率因數低等缺點。本產品具有降低網損、節(jié)約電能，提高供電質量等顯著特點，廣泛應用于電力、冶金、石油、化工、農村、小區(qū)、船廠、樓宇、銀行、電信等廣大領域。TSC柜體外形與普通電容柜一致，是傳統(tǒng)投切式電容器的換代產品。本

31、產品應用于電力系統(tǒng)中可起到：l 改善配電網絡的電壓質量，穩(wěn)定母線電壓；l 分相投切，治理三相不平衡；l 濾除諧波，提高用電安全性、可靠性；l 動態(tài)補償系統(tǒng)無功，提高功率因數，免除功率因數罰款，降低網損；l 就地補償，防止電能質量問題影響到上級電網。Ø TSC技術原理TSC裝置由控制器實時監(jiān)測系統(tǒng)情況，電容器組由晶閘管投切。當控制器檢測到的無功電流超過整定值時，自動判斷出需投入電容器組的級數，控制器對指定的晶閘管輸出觸發(fā)信號，使之導通將電容器組投入運行。當負載無功電流值低于整定值時，控制器給出控制信號，觸發(fā)器停發(fā)觸發(fā)信號而將電容器組退出工作。以上工作狀態(tài)完全自動進行，確保投切電容器無沖

32、擊、無涌流、無過渡過程。零電流投入波形零電流切除波形Ø 技術特點l 過零投切電容器的投入與切除均不會產生沖擊電流和過電壓，減少裝置功率損耗，大大提高了設備的安全性和使用壽命；l 投切速度快精確控制投切時刻，響應速度20ms，實現多級電容器組快速過零投切，可以對無功劇烈波動負荷進行高效補償；l 分相補償功能采用全數字化智能控制系統(tǒng)，可進行分級分相補償，適用于不平衡系統(tǒng)；l 諧波治理裝置在運行中不僅不產生諧波，選擇適當的電抗器可以抑制系統(tǒng)諧波；l 控制系統(tǒng)功能全面保護系統(tǒng)采用數字保護和傳統(tǒng)繼電器雙重保護；采用光電隔離技術，一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)完全隔離，無干擾、可靠性高；具有串行通訊功能，可

33、實現聯網遠程群控。l 柜體外形與普通電容柜一致，是傳統(tǒng)投切式電容的換代產品。Ø 應用案例以鋼鐵企業(yè)棒材生產車間為例，該車間15套軋機采用15套直流驅動，由15套整流變壓器供電。經現場測試，整流變壓器輸出平均功率因數，電流總諧波畸變率29%。5、7、11、和13次諧波含量分別是26%、5%、8%和6%。諧波指標不能滿足國家標準。軋制時，6000V網壓跌落4.5%，低壓側跌落5.3%。由于大量的基波無功功率和諧波功率，使整流變壓器輸出視在功率較大，整流變壓器溫升較高，不僅加大了供配電損耗而且降低了供配電設施的運行可靠性。TSC型動態(tài)無功補償及濾波裝置，能實時跟蹤負荷無功變化，20ms內完

34、全補償負荷所需無功，同時濾除或抑制諧波，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，改善系統(tǒng)不平衡度。該企業(yè)在變壓器二次側安裝了TSC產品后，為該企業(yè)帶來了顯著的效益：² 免除功率因數罰款，節(jié)能降耗，功率因數提高到以上，供電視在功率下降26%，僅此一項就為企業(yè)每個月降低了6萬的電費支出；² 抑制在軋機在軋制過程中對母線電壓造成的無功沖擊，防止電壓波動和閃變；² 濾除諧波，電流總畸變率下降到7%，5、7、11、和13次諧波含量分別是3%、1%、3%和1%，6000V側諧波畸變率達到國家標準；² 因為母線電壓的穩(wěn)定，噸鋼能耗降低5%。4.4、有源電力濾波裝置（APF）如今廣泛使用的負載大

35、部分都是非線性的，如整流器、變頻器、轉換電源、焊接設備、UPS、電梯、空調、打印機等，這些非線性負載在使用中會產生大量的諧波電流注入到電網中，給電網用戶帶來嚴重的危害。有源電力濾波器APF（Active Power Filter）是目前解決電網諧波污染的最佳解決方案。APF可應用于不同類型的場合，并同時適用于商業(yè)和工業(yè)環(huán)境，為客戶提供諧波濾除、相平衡和無級容性或感性無功補償。從幾十安培到幾千安培的豐富的濾波方案可以為每個系統(tǒng)提供最優(yōu)化的解決方案。APF有源動態(tài)濾波器可安裝在低壓電網中，也可通過合適的升壓變壓器聯入中壓系統(tǒng)使用。有源動態(tài)濾波器為供電系統(tǒng)帶來以下好處：l 減少停機時間l 提高系統(tǒng)運

36、行效率，減少二氧化碳排放l 滿足嚴格的供電局要求，避免罰款或斷電l 無需對電網的特殊分析，方案實施快而簡單l 不會過載，特別適用于負載變化快的低壓系統(tǒng)Ø APF技術原理APF有源電力濾波器并聯于系統(tǒng)電網，對系統(tǒng)電網電流、電壓進行采樣,并跟蹤分析采樣電流,當系統(tǒng)電流中含有諧波時，APF可計算并輸出與諧波等大反向的電流進行補償,使得總的輸出電流為基波。工作原理APF可主動消除電力諧波，從而實現對電力諧波的動態(tài)快速徹底治理。APF還可以根據需要提供基波無功電流，實現動態(tài)無功補償，改善電網的功率因數。Ø 技術特點APF裝置具有以下特點：l 基于瞬時無功理論的控制算法，采用獨特的閉環(huán)

37、控制系統(tǒng)實現卓越的濾波效果。2到50次諧波可隨意選擇，濾波效率超過97%，不存在與系統(tǒng)發(fā)生諧振的問題，滿足諧波規(guī)范中的任何參數要求；l 可為負載提供動態(tài)無功補償。降低有功損耗，防止無功過補，提高功率因數避免供電局罰款；l 為三線和四線系統(tǒng)提供相平衡功能。降低電壓不平衡給負載帶來的影響，減少供電電纜和零線電纜上的電流，降低零對地電壓，提高系統(tǒng)的安全性；l 保護功能齊全，軟件保護有直流過電壓保護，裝置輸出過電流保護，IGBT故障保護等多種保護;硬件保護有直流過電壓保護電路，最大輸出電流限制電路;l 具有友好的人機界面，智能監(jiān)控系統(tǒng)具有對系統(tǒng)內部各部分的運行狀態(tài)監(jiān)測、診斷并完成在各種異常情況下進行可

38、靠保護；l 能耗小，運行費用低，更節(jié)能環(huán)保；l 具備冗余功能，濾波系統(tǒng)中任何一個單元故障，其他單元還能正常運行，在可對一個諧波和無功源單獨補償，也可對多個諧波和無功源集中補償。Ø 產品應用案例汽車生產企業(yè)主要用電設備有沖壓機、焊接生產線、風機、流體泵、車床、壓力機等，電網諧波污染嚴重，諧波畸變率高達30%以上，整個用電系統(tǒng)效率低，電力浪費嚴重，設備壽命大大縮短。通過對全廠用電系統(tǒng)和部分低壓配電系統(tǒng)進行布控節(jié)能改造，達到了優(yōu)化電力品質、降低電耗、保護用電設備的功效。根據改造前后用電情況對比，該改造項目取得18.5%的節(jié)電率，在兩年內用戶即可收回投資成本，并在后續(xù)設備使用壽命內持續(xù)受益。

39、4.5、穩(wěn)壓濾波器（AVF）穩(wěn)壓濾波器是最新型的電力電子設備，為負載提供可靠的供電電源，防止不合格的供電質量危害到設備的運行。本套裝置串聯于負荷進線側，在裝置輸入端電壓發(fā)生大幅波動和電流波形畸變的情況下，輸出電壓穩(wěn)定、波形完美的正弦波，滿足負載穩(wěn)定運行的要求。Ø 技術原理穩(wěn)壓濾波裝置如圖所示，整套裝置主要包含浪涌吸收器、濾波器、整流器和逆變器4個功能部分。首先將市電經整流變成直流電源，然后進行脈寬調制將直流電經逆變器重新轉換成正弦波交流電源，經濾波后向負載供電。穩(wěn)壓濾波裝置結構簡圖這種結構，使得負載端與市電輸入端處于優(yōu)良的“電隔離”狀態(tài)，輸出波形好、輸出電壓質量高，即使輸入端突變也能

40、保持優(yōu)異的帶載特性。它可以實現對負載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電，真正給用戶提供優(yōu)質的穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，提供符合網絡系統(tǒng)需要的電源保護。Ø 產品特性AVF系列穩(wěn)壓濾波裝置是針對于電壓波動大、諧波污染嚴重的場合研發(fā)出來的產品，具有以下特性：² 觸摸屏LCD中文顯示，工作模擬流程圖顯示；² 在線式設計，采用DSP技術，具有完善的保護功能和高可靠性；² 經過嚴格的短路測試及2.5kV高壓絕緣測試；² 裝置波形輸出完美，使負載正常運行不受系統(tǒng)諧波電流和電壓波動的干擾；² 全數字控制技術，使控制精確、快速、可靠、穩(wěn)定；² 智能監(jiān)控功能，

41、提供RS232、RS485。² 高性能：輸入電壓范圍寬，輸出電壓穩(wěn)定性好。² 高抗干擾能力：控制系統(tǒng)光電隔離，整套抗干擾能力滿足國家電磁干擾標準；Ø 應用案例以鐵路牽引變電站為例，牽引變電所典型供電方式由2臺牽引變壓器供電，2臺變壓器1主1備，正常工況下變壓器1臺運行，故障跳閘后備用變壓器自動合閘運行。變壓器低壓側額定電壓為，由于電力機車的運行特性，會給牽引變電站及沿途分區(qū)所、AT所帶來嚴重電能質量問題，主要危害體現在側及所用電側電壓波動劇烈、諧波畸變率嚴重超標和頻繁出現的電壓暫降驟升現象。電壓波動范圍高達-50%+180%，并且諧波電壓畸變率達到18%，牽引變電

42、站、AT所和分區(qū)所所用電電能質量不達標嚴重威脅電站的安全運行：² 繼保失效造成嚴重電力事故；² 直流供電模塊頻繁燒毀；² 諧波加劇變壓器、互感器鐵性磁飽和，增加損耗，過電流燒毀設備² 電流、電壓采樣準確度下降，保護及計量采樣誤差。由于牽引變電站電壓波動范圍已遠遠超出一般穩(wěn)壓器的工作范圍，并且諧波電壓含量高，之前投運的穩(wěn)壓器均不能長時間持續(xù)運行。牽引站所用電源改造后，經LGAVF穩(wěn)壓濾波裝置接入所帶負荷，保護的裝置主要包括、交直流屏、繼電保護裝置、在線監(jiān)測裝置、監(jiān)視裝置及其他重要低壓負荷，截止目前已安全運行超過1年。4.6、固態(tài)切換開關（SSTS） SST

43、S固態(tài)切換開關（Solid-State Transfer Switch）適用于雙電源供電線路中，在主電源出現中斷或其它不正常情況時，能自動將重要負荷快速切換到備用電源上，是提高供電可靠性、保護敏感用電負荷的重要措施。SSTS系列固態(tài)切換開關采用半導體開關器件，開關速度快，且開關過程中不產生電弧，大大提高了切換速度和開關的使用壽命，滿足了重要敏感負荷對供電可靠性的苛刻要求。本裝置可全面替代現有的備自投開關，給企業(yè)帶來良好的經濟效益和可靠的安全保證。Ø 產品原理對于具有兩路獨立電源的供電系統(tǒng)，當正在供電的電源出現異常，采用固態(tài)切換開關（SSTS），將負荷快速切換至備用電源回路，從而保證敏

44、感負荷不受電壓異常的影響。目前SSTS有主備電源式和分裂母線式兩種連接方式，每只開關臂由串聯晶閘管閥體（Th1Thn）與高速真空開關S并聯組成。晶閘管開關僅做快速切換之用，正常運行時電流通過快速切換開關，整個裝置效率99%。主備電源式分裂母線式Ø 技術特點² 高速切換，不影響負載供電² 繼電保護與開關一體化設計² 輸入源優(yōu)先級設置² 遠程監(jiān)測與控制² 手動/自動切換² 可作為大容量高速開關使用，在12ms內斷開60200kA之間的任意短路電流，防止事故擴散，不影響上游電網供電安全，同時保護本地設備安全。Ø 應用案例

45、石化企業(yè)相間短路、雷擊、接地等故障往往導致6kV 段母線電壓“晃電”，進而導致所連接的西門子高壓變頻器發(fā)生欠壓保護。母線電壓低于額定電壓的70之后，無延時執(zhí)行欠壓保護。變頻器停機后導致空壓機停車，進而造成汽化爐工藝流程中斷，每次損失高達1000萬元之巨，且該現象近幾年發(fā)生頻次較高，帶來較嚴重的經濟損失。配6kV SSTS方案如下圖所示，其中紅色部分為我方安裝設備，其中P1、P2、P3為由反并聯晶閘管和高速斷路器并聯而成的復合開關，Ki1、Ki2、Ki3、Ki4為隔離開關，Kb1、Kb2為旁路開關，使用高壓斷路器或接觸器。配電系統(tǒng)經改造后已穩(wěn)定運行2年，未發(fā)生過晃電造成的設備故障停機現象。4.7

46、、智能節(jié)電裝置智能節(jié)電裝置是我團隊專門針對于風機、水泵、壓縮機等通用機械拖動設備能耗嚴重，能源利用率低的情況研發(fā)的。此類設備大部分設計為固定功率運行，但實際運行時所需的壓力或流量并不固定，且大多數低于電機額定功率供給的壓力或流量，電能浪費嚴重。我們采集流量、壓力、液位等信號進行閉環(huán)控制，配合專業(yè)的節(jié)電模塊控制電機輸出功率與負荷需求精確匹配，既保證了設備運行性能的提高，對壓力、液位、流量等控制精確度大大提高，同時也大大減少了電能損耗。智能節(jié)電器還具有軟啟動功能，可以減少電機啟動時10多倍的額定電流至3倍以下，大大提高電機對電網的沖擊，提高電機壽命。我團隊推出的智能節(jié)電裝置包含風機系列、水泵系列、

47、空壓機系列。4.7.1、風機智能節(jié)電裝置風機在啟動時電流對電網沖擊很大，使電網不穩(wěn)定；工作時噪音較大，對現場工作人員有較大的影響；風機常用的通過調節(jié)風門開度調節(jié)風量，這種常用的調節(jié)方式，雖然起到了調節(jié)風量的目的，但是通過調節(jié)閥門的開度來控制風量的大小，使風機長期處于高管阻運行狀態(tài)下，這樣大大增加了系統(tǒng)的管阻，使風機實際工作點遠離了額定工作點，降低了系統(tǒng)的運行效率，電機的功率因數較低，存在一定的電能浪費現象。風機智能節(jié)電裝置是針對風機的運行特點專為風機類流體輸送研制的專用節(jié)電裝置，它采用嵌入式智能控制技術、變頻調速技術。從根本上消除風機類設備由于選型或負荷變化普遍存在的"大馬拉小車&q

48、uot;的動力浪費現象，使風機始終運行在最佳工作狀態(tài)，從而節(jié)省大量的電能。l 基本原理風機智能節(jié)電裝置包含軟啟動、調速、節(jié)電模塊、提高功率因數、無功補償和濾諧波等多種功能，是一個綜合型的節(jié)電產品，能保證最高的節(jié)能效率。（1）調速節(jié)電：通過變頻器調節(jié)電機在一個最佳轉速運行，從而調節(jié)電機的功率，使電動機及設備運行始終保持在最佳的經濟當量，達到電動機節(jié)電運行的目的。（2）無功補償節(jié)電：采用注入電流的補償方式，即通過向系統(tǒng)注入與需要補償的諧波和無功電流相等的電流來實現補償的。控制器根據采樣到的信號分析除需要補償的諧波和無功電流分量，然后通過求解微分方程組控制 IGBT 的空間電壓矢量 PWM 控制信號

49、，使得 IGBT 逆變橋的輸出的電壓作用在裝置的連接電抗后恰好輸出需要補償的電 流，通過無功補償可大大提高用電效率。（3）改善電網供電品質節(jié)電：內置的瞬變過濾專用器件能對電網電路產生的瞬變、浪涌、尖峰等干擾雜波有效清除，對電壓跌落、下陷、諧波等波形畸變有效矯正，從而有效提高電力品質，改善供電質量。（4）輕載降壓節(jié)電，降低線路損耗，提高用電系統(tǒng)的安全性,輕載降壓，提高效率，且可維持轉速恒定。（5）軟啟動節(jié)電，通常感應電動機采用直接接入電網起動的方法，電動機的起動 電流為額定時的57倍不僅損耗大，對電網沖擊也大，機械磨損，振動都大，如果用 變頻調速起動，可以將起動電流限制到很小，如果滿載起動，也只

50、要比額定電流稍大 就可以了，這樣起動損耗大大降低，既不沖擊電網，又不沖擊機械。l 安裝方式風機智能節(jié)電裝置安裝極為簡便，即可串聯直接取代原有配電回路，也可并聯保留原配電回路，具體按現場實際情況確定。風機智能節(jié)電裝置帶旁路功能，串聯和并聯兩種方式都可實現市電節(jié)電互換，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，滿足生產需要。以鍋爐鼓風機，引風機為例：在原風機配電柜系統(tǒng)上并聯上一臺智能節(jié)電保護系統(tǒng)，引風機節(jié)電柜按照操作臺上（控制電路）設定的模擬信號運行，在控制系統(tǒng)中設計了強電聯鎖電路（系統(tǒng)只能先啟動引風機再啟動鼓風機；當引風機失電后鼓風機立即失電）、弱電聯鎖電路（當引風機停止時，鼓風機也會停止；當引風機節(jié)電系統(tǒng)跳保護或出現報警后鼓風機立即停機）和引風機故障停機聯鎖功能及聲光報警、狀態(tài)顯示等功能。連鎖控制系統(tǒng)與原有啟動系統(tǒng)并聯安裝，實現兩柜手動切換功能，以便在節(jié)電系統(tǒng)有故障時可及時切換于原啟動柜工作。節(jié)電聯鎖控制系統(tǒng)原理示意圖如下：l 適用范圍風機智能節(jié)電裝置適用工業(yè)生產中各鼓風機、引風機、排煙風機、離心風機、混流風機、軸流風機、正壓送風機、斜流風機、羅茨風機、除塵風機等風機的節(jié)能節(jié)電改造。4.7.2、流體泵智能節(jié)電裝置供水系統(tǒng)是國民生產中必不可缺的環(huán)節(jié)，供水系統(tǒng)水泵必須要求穩(wěn)定運行以保持水壓恒定，而現今水泵因控制方式相對原始，調節(jié)方式落后使供水系統(tǒng)壓力波動大，以致耗電大，浪費電能。水泵智能節(jié)電裝置根據供水系統(tǒng)