高压滤波补偿方案

高压滤波补偿方案技术方案技术方案2目录一、无功补偿及谐波治理现状与未来...................................................................................................3二、谐波的产生和危害.................................................................................................................................3三、无功补偿及谐波治理的解决方案...................................................................................................41供电系统概述.......................................................................................................................................42方案设计...............................................................................................................................................42.1设计依据....................................................................................................................................42.2设计标准....................................................................................................................................53滤波补偿方案.....................................................................................................................................63.1用电系统谐波分析....................................................................................................................63.2安装容量....................................................................................................................................73.3电气一次原理图.........................................................................................................................73.4方案仿真分析与安全校核........................................................................................................73.5产品技术特性............................................................................................................................8四、产品质量保证及服务........................................................................................错误!未定义书签。4.1服务理念..............................................................................................................错误!未定义书签。4.2服务内容..............................................................................................................错误!未定义书签。技术方案3一、无功补偿及谐波治理现状与未来随着科技进步以及电力电子技术的迅速发展，大量非线性负荷接入电力系统，这些非线性负荷在系统电压作用下，供电电流发生畸变，含有大量的谐波成分。非线性负荷的谐波电流注入系统后，在系统阻抗上产生谐波电压，引起电网电压畸变，造成电力系统谐波污染，降低了电能质量。目前，谐波污染已被公认为电网的公害，烧毁用电设备以及电容器爆炸事故经常发生（例如去年浙江丽水市因谐波导致110kv变电站开关跳闸造成大面积停电以及烧毁3台变压器事故）。为此，在电力系统、电机、电器、供用电以及所有涉及电力电子应用的工业部门中，大都把谐波干扰及分析处理作为重要技术课题，一些国际学术组织（如IEC、CIGRE等）及许多国家还制定了控制谐波的标准或管理办法。我国在1984年由水利电力部颁布了《电力系统谐波管理暂行规定》（SD126-84），1993年由能源部组织制定并经国家技术监督局批准发布了谐波国家标准《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-93）。谐波国家标准既为谐波治理提供了政策依据，也为谐波治理提出了具体要求。随着科技的发展谐波的危害越来越被人们所认识。同时，谐波对供电企业保证安全供电造成严重的威胁，陆续出台一些相关谐波治理的政策，例如“谁污染，谁治理”“上缴谐波治理保证金”等等。可见谐波治理面临严峻压力和挑战。二、谐波的产生和危害●谐波的产生谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷，导致电流波形畸变造成的。我们对这些畸的变交流量进行傅立叶级数分解，即可得到50Hz的基波分量和频率为基波分量整数倍的谐波分量。●谐波的危害★影响供电系统的稳定运行：供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁继电器，感应式继电器或新式微机保护进行检测保护，在系统中这些属于敏感元件，继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作，微机保护由于采用了整流采样电路，也及易受到谐波的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。★影响电网的质量：高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加电路损耗，浪费电网容量。★影响供电系统的无功补偿设备：供电系统变电站均有无功补偿设备，当谐波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷，使电容异常发热：另外谐波的存在还会技术方案4加快电容器绝缘介质的老化，缩短电容的使用寿命。★影响电力变压器的使用：谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。★影响用电设备：谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电子计量设备的准确性。三、无功补偿及谐波治理的解决方案1供电系统概述贵公司进线电压为20KV，用电负荷为一台800KVA动力变和5台高压电机，其功率大小分别为2300KW、800KW各一台、630KW3台。电机为典型的谐波源，12脉整流，在正常生产时，将会产生12+1等次的特征谐波电流，也会产生少量3、5、7等次非特征谐波电流。只有采取相应的治理措施，才能提高功率因数，同时解决因谐波电流引起的电压畸变、稳定电压。2方案设计2.1设计依据2.1.1用户提供的用电系统图图1、一次系统图图1、一次系统图技术方案52.1.2设计依据主变：20/6.3KV，容量4000KVA，日前20KV母线上功率因数为0.45—0.46；高压电机2300KW，1台，功率因数为0.882，12脉整流；高压电机800KW，1台，功率因数为0.823，12脉整流；高压电机630KW，3台，功率因数为0.8，12脉整流；动力变为6.3/0.4KV，容量800KVA，现有无功补偿400kvar，投入补偿后功率因数为0.7-0.8左右。6KV线路最小短路容量未提供，按标准短路容量100MVA计；用电协议比未提供，按1：1计。以上数据仅作方案分析用，项目进入实际施工阶段时，还需准确落实以上相关参数，以确保滤波补偿装置的安全运行。2.1.3滤波补偿装置工作环境够条件安装方式：户内安装，海拔高度：米地震强度：7级年平均气压：kpa雷暴日：天/年环境温度:-25℃～+40℃;空气相对湿度:≤90%（相对环境温度为20℃~25℃）;海拔高度:不超过1000m（大于1000m采用高原型）;环境条件:安装场所应无有害尘埃及腐蚀金属和破坏绝缘的气体及其它爆炸性物质;安装位置:安装时与地平垂直面的倾斜度不超过5°;装置的适用条件超过上述要求，另行设计。2.2设计标准2.2.1设计要达到的技术要求－考核点（PCC点）谐波电流应符合国家标准，详见下表1表2谐波电流限值标准电压kV基准短路容量MVA谐波次数及谐波电流允许值(A)23456789101112131415161718192021222324250.381078623962264419211628132411129.7184.6167.84.97.1146.512技术方案6610043342134142411114.5167.1136.16.85.3104.79.04.34.93.97.43.66.810100262013204.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.26.02.85.42.62.92.34.52.14.13525015127.7125.14.83.84.13.15.62.64.72.22.51.93.61.73.21.51.81.42.71.32.56650016134.1135.49.34.14.33.35.92.75.02.32.62.03.81.83.41.61.91.52.81.42.6110750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.52.81.32.51.21.41.12.11.01.9注：当电网公共连接点的最小短路容量不同于上表的基准短路容量时，按下式修正上表中的谐波电流允许值：Ih=Sk1/Sk2×Ihp。－负荷发生变化时，补偿点不应出现过补偿。－补偿点平均功率因数cosφ≥0.92。－治理装置在不同工况下的谐波阻抗频率特性，无谐波并联谐振和任何谐波电流放大现象。－电压总畸变率不超过国标，如表2表2《电能质量公用电网谐波》谐波电压（相电压）限值电网标称电压（kV）电网总谐波畸变率（%）各次谐波电压含有率（%）奇次偶次0.38，0．665.04.02．064.03.21.6104.03.21.6353.02.41.2663.02.41.21102.01.60.82.2.2谐波相关行业标准《电能质量电力系统频率偏差》（GB/T15945-2008）；《电能质量供电电压偏差》（GB/T12325-2008）；《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-93）；《高压并联电容器装置》（GB398