35/6kV變電所無功自動補(bǔ)償及諧波治理裝置改造

10kv動態(tài)無功補(bǔ)償與諧波治理裝置技術(shù)規(guī)范書 35kv辻產(chǎn)業(yè)變電所工程 10kv動態(tài)電容補(bǔ)償裝置 技術(shù)條件書 舟山市啟明電力規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 二○○八年十一月 10kv動態(tài)無功補(bǔ)償與諧波治理裝置技術(shù)規(guī)范書 目錄 1.總則.............................................................................................................................3 2.應(yīng)用技術(shù)條件.............................................................................................................3 2.1標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范................

朱仙莊礦位于安徽省淮北平原中部,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每年120萬t,經(jīng)過改造現(xiàn)年產(chǎn)200萬t以上,許多設(shè)備嚴(yán)重制約產(chǎn)量的提升。為保證安全高效生產(chǎn),對礦井供電質(zhì)量、可靠性的要求也逐漸提高。被定為"雙突"礦井后,電磁式保護(hù)已不能滿足供電可靠性要求,遂決定對35kv/6kv變電所進(jìn)行綜合自動化改造。

一．系統(tǒng)概述 根據(jù)某銅業(yè)廠提供的現(xiàn)有配電系統(tǒng)情況可知，工廠現(xiàn)有35kv進(jìn)線一條，該 線非該廠專線。廠內(nèi)主要負(fù)荷為電解銅生產(chǎn)線及大功率電機(jī)等用電設(shè)備。因電解 銅生產(chǎn)線采用的是可控硅整流裝置。由于可控硅整流裝置的六脈及12脈整流特 性，在運(yùn)行過程中將產(chǎn)生以6n±1和12n±1（n為正整數(shù)）為主的諧波電流注入 電網(wǎng)，危及到其它用電設(shè)備及電網(wǎng)的用電安全。同時(shí)因系統(tǒng)功率因數(shù)比較低，故 用戶在10kv母線上安裝了一套高壓電容補(bǔ)償柜，但由于電解銅等用電設(shè)備在運(yùn) 行時(shí)產(chǎn)生了較大的諧波注入系統(tǒng)，而電容補(bǔ)償柜在投入后又與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧 振，對系統(tǒng)諧波進(jìn)一步放大，造成電容補(bǔ)償裝置在諧波環(huán)境下運(yùn)行因過載而發(fā)生 較大的異常聲音，甚至造成部分電容柜無法正常投入，經(jīng)常造成高壓補(bǔ)償電容器 的熔絲爆炸燒毀。 用戶配電系統(tǒng)一次示意圖如下圖一所示： 圖一、用戶配電系統(tǒng)示意圖 二．系統(tǒng)用電參數(shù)分析： 根據(jù)對

６ｋｖ變電所設(shè)計(jì)故選用dw10—4000/2型自動開關(guān)。其主要數(shù)據(jù)如下 型號 額定電流(a) 過電流脫扣器的額定電流(a) 瞬時(shí)過電流脫扣器的整定電流(a) 極限分?jǐn)嚯娏鱧a直流440v t≤0.013 交流380vcosф≥0.4周期分量有效值 dw10—4000/2 4000 2500 2500—3750-7500 30 40 b：斷流能力校驗(yàn) ibr≥is(up3;)iim 式中.ibr—設(shè)備的分?jǐn)嚯娏?is(up3;)—最大運(yùn)行方式下三相短路電流周期分量有效值 iim---沖擊短路有效值 ibr=40≥is(up3;)=40 故符合要求。 由于此開關(guān)具有極限分?jǐn)嚯娏鞯哪芰?。故不在校?yàn)動、熱穩(wěn)定性 c：低壓母線的選擇 由于變壓器低壓側(cè)為0.4kv且額定容量為1250kva故選用母線規(guī)格為lmy----3(120x10)

無功補(bǔ)償是油田電網(wǎng)節(jié)能的重要方法之一。網(wǎng)絡(luò)中功率因數(shù)是電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的重要標(biāo)志。油田電網(wǎng)中變電所現(xiàn)安裝電力電容器老化嚴(yán)重，運(yùn)行可靠性差，且耗能高，不宜繼續(xù)運(yùn)行。通過對油田電網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、無功負(fù)荷、運(yùn)行方式和電力電容自身能耗的分析，明確了功率因數(shù)控制的目標(biāo)范圍，調(diào)查分析了我國電力電容器生產(chǎn)和使用的現(xiàn)狀，結(jié)合油田實(shí)際提出了淘汰嚴(yán)重老化的電力電容器。增補(bǔ)144只50kvar共7400kvar的電力電容器的改造措施，這些措施實(shí)施后消除了電力電容器運(yùn)行中最大的安全隱患，提高了運(yùn)行安全的可靠系數(shù)，經(jīng)測算三年內(nèi)可收回投資成本。

鑒于王莊煤礦變電所35kv/6kv變電所負(fù)荷工作時(shí)功率因數(shù)較低、所需濾波裝置容量較大的特點(diǎn),將無源電力濾波器(passivepowerfilter,ppf)與有源電力濾波器(activepowerfilter,apf)相結(jié)合,來濾除6kv側(cè)電網(wǎng)的諧波污染,同時(shí)進(jìn)行無功補(bǔ)償。本文系統(tǒng)地分析了煤礦變電所負(fù)載工作時(shí)諧波產(chǎn)生的原因、電網(wǎng)阻抗及頻率攝動對濾波效果的影響,并給出了相應(yīng)的混合濾波裝置(hybridactivepowerfilter,hapf)治理方案。對變電所6kv母線諧波電流的測量結(jié)果驗(yàn)證了所給出方案的可行性與有效性。

通過對機(jī)械廠裝載機(jī)車間變電所用電運(yùn)行狀況的分析,在充分利用原有無功補(bǔ)償柜的基礎(chǔ)上,采用可控硅投切電容器技術(shù),對其無功補(bǔ)償部分進(jìn)行了改造,提高了變壓器負(fù)載功率因素及使用效率,降低了企業(yè)的用電成本。

電網(wǎng)諧波治理與無功補(bǔ)償方案[1][2][3][4][5]共5頁 一、前言 隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快。對地球環(huán)境的污染和破壞也空前加劇。為此，在全 世界范圍內(nèi)掀起了環(huán)境保護(hù)的高潮。當(dāng)今時(shí)代是高度強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)保護(hù)的時(shí)代，這 是全球全人類和全社會的共識。電力系統(tǒng)也面臨著污染，公用電網(wǎng)中的諧波電流和諧波電 壓就是對電網(wǎng)環(huán)境最嚴(yán)重的一種污染。 電力電子裝置就是公用電網(wǎng)中最主要的諧波源，隨著電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛。 電網(wǎng)中的諧波污染也日趨嚴(yán)重。電網(wǎng)諧波對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行危害很大，它可導(dǎo)致電容 器過流損壞，電動機(jī)力矩不穩(wěn)，繼電保護(hù)裝置誤動作，計(jì)算機(jī)等敏感電器發(fā)生功能錯誤。 當(dāng)諧波電流超出規(guī)定允許值，或者諧波電流雖然不大，但電氣化設(shè)備受到干擾時(shí)，通 常應(yīng)采取技術(shù)措施加以防治，例如提高諧波源設(shè)備的電壓等級，對諧波源設(shè)備集中供電．改 變其工作時(shí)間等，但是上述

無功補(bǔ)償是提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、降損節(jié)能的必要措施。

由于大量非線性電力負(fù)荷的增加，給電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來了功率因數(shù)降低、電磁干擾和諧波污染的問題。功率因數(shù)過低，將會導(dǎo)致大量的電能浪費(fèi)、設(shè)備利用率降低和電壓偏差過大等；諧波電流則會引起電力設(shè)備基波負(fù)載容量下降和電力裝置產(chǎn)生諧振等問題。文章介紹了無功補(bǔ)償?shù)谋匾砸约爸C波的產(chǎn)生與危害性，指出無功補(bǔ)償和諧波治理必須綜合考慮、同時(shí)進(jìn)行，并著重分析了確定補(bǔ)償方案必須重視的幾個方面。

闡述了銅礦變電所負(fù)載工作時(shí)諧波產(chǎn)生的原因,提出將無源電力濾波器(passivepowerfilter,ppf)與有源電力濾波器(activepowerfilter,apf)相結(jié)合,來濾除銅礦6kv側(cè)電網(wǎng)的諧波污染,同時(shí)進(jìn)行無功補(bǔ)償。考慮電網(wǎng)電抗與頻率的攝動,在設(shè)計(jì)無源濾波裝置時(shí)對其參數(shù)進(jìn)行攝動分析.并通過對變電所6kv母線諧波電流的測量結(jié)果驗(yàn)證了方案的可行性與有效性。

楊村煤礦35kv變電所經(jīng)過無功自動補(bǔ)償系統(tǒng)改造,實(shí)現(xiàn)自動跟蹤無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償自動化的實(shí)現(xiàn),減少了由于人工操作不及時(shí)或補(bǔ)償量投入不當(dāng),出現(xiàn)的欠補(bǔ)或過補(bǔ)的問題,提高了無功補(bǔ)償精度和系統(tǒng)的功率因素,改善了變電所的供電質(zhì)量,減少電力損失,節(jié)約了電能,確保了操作人員人身安全和變電所的安全運(yùn)行。自動跟蹤無功補(bǔ)償局部控制技術(shù)上有較大的創(chuàng)新。

變電站通過改變電壓進(jìn)行電力輸送，滿足人們生活與行業(yè)生產(chǎn)的電能需求，以此實(shí)現(xiàn)全城供電發(fā)展。而變電站運(yùn)行中由于電壓穩(wěn)定情況不同，通過無功補(bǔ)償設(shè)備降低變壓器損耗，可以有效穩(wěn)固變電站的運(yùn)行。35kv變電站穩(wěn)定性較高，對于較遠(yuǎn)地區(qū)的線路無功補(bǔ)償作用卓越，所以，在電網(wǎng)應(yīng)用中一直占據(jù)主導(dǎo)地位，但是由于其自身、環(huán)境及時(shí)間的局限性，其無功補(bǔ)償效率存在一定問題?；诂F(xiàn)今35kv變電站線路無功補(bǔ)償存在的問題，探討如何合理設(shè)計(jì)其無功補(bǔ)償線路。

農(nóng)村供電多以35kv變電站為主,以10kv電網(wǎng)輻射式配電,通過在變電站10kv母線并聯(lián)電容器組的靜止補(bǔ)償方式實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償,補(bǔ)償容量一般為主變?nèi)萘康?0%~15%,這種傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償方式在電網(wǎng)中雖然能起到一定的補(bǔ)償作用,但是由于農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)荷波動較大,對無功功率的需求亦不穩(wěn)定,而投入補(bǔ)償電容器的容量又沒有辦法分級控制,過補(bǔ)償及欠補(bǔ)償?shù)那闆r經(jīng)常發(fā)生,給縣級電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行管理及無功管理帶來許多困難,對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也造成一定的威脅。為此西華縣電業(yè)局在35kv栗村變電站增容改造中,選用ds2002無功補(bǔ)償綜合自動控制裝置,實(shí)現(xiàn)了該站無功平衡及電壓調(diào)整的自動化。

北翼風(fēng)井35/10kv變電站是長溝煤礦的主要變電站之一,對供電質(zhì)量要求較高.為了滿足北翼風(fēng)井井下的機(jī)電設(shè)備用電要求,提高供電質(zhì)量,決定對該變電站進(jìn)行無功補(bǔ)償技術(shù)改造.在10kv母線上安裝2套靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（svg＋fc）;選用兩臺消弧線圈補(bǔ)償10kv系統(tǒng)單相接地電容電流.改造后可達(dá)到改善功率因數(shù)、抑制電壓波動、降低網(wǎng)損的效果.對變電站進(jìn)行無功補(bǔ)償裝置改造進(jìn)行了闡述.

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,如何根據(jù)用戶和電力系統(tǒng)的用電和供電條件,針對不同情況認(rèn)真科學(xué)地做好無功補(bǔ)償,充分挖掘供電設(shè)備的潛力,降低電能損耗,改善電能質(zhì)量,保證供用電設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行有著重要意義。以采用自換相的電壓型橋式電路作為動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)膕vg裝置為例,介紹了動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)原理,并結(jié)合實(shí)際對其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

配電網(wǎng)在投入到運(yùn)行之后會出現(xiàn)非線性負(fù)荷,這會使得配電網(wǎng)的功率因數(shù)變小,進(jìn)而發(fā)生諧波污染等問題。諧波的污染會使得設(shè)備的運(yùn)行效率低下,同時(shí)還會影響供電系統(tǒng)的電壓值,大大地浪費(fèi)了供配電網(wǎng)絡(luò)的電能資源。

中鋁廣西分公司160ka電解整流系統(tǒng)諧波治理與無功補(bǔ)償科研的成功,無疑為大電流晶閘管整流系統(tǒng)諧波治理與功率補(bǔ)償提供范例,本文通過對該系統(tǒng)整治前后諧波的分析以及功率因數(shù)改善等的論證,以達(dá)固化經(jīng)驗(yàn),為大功率整流系統(tǒng)改善電網(wǎng)供電質(zhì)量,提高功率因數(shù)和整流效率方面提供具有價(jià)值的借鑒。

在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。改善用電負(fù)荷的功率因數(shù)和抑制諧波的基本方法是從用電負(fù)荷本身入手，即多重化技術(shù)、合理選擇電動機(jī)、避免空載運(yùn)行等措施。常見的集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種無功補(bǔ)償方式，針對鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)負(fù)荷的特點(diǎn)，著重闡述無源濾波器、有源濾波器以及靜止無功補(bǔ)償器（svc）、靜止無功發(fā)生器（svg）的工作機(jī)理、優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)范圍。

簡要分析了煤礦供電系統(tǒng)負(fù)荷運(yùn)行特性以及煤礦供電系統(tǒng)運(yùn)行中存在的主要問題,提出了采用可調(diào)自舉電壓型svc作為煤礦供電系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償和諧波治理的技術(shù)措施。運(yùn)行實(shí)踐和測試說明了技術(shù)措施的科學(xué)性和有效性。

i 摘要 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)的內(nèi)容及其質(zhì)量要求主要包括：1.負(fù)荷計(jì)算；2.主變壓器選擇及 其無功功率補(bǔ)償；3.確定變電所主接線系統(tǒng)；4.短路電流計(jì)算；5.變電所主要電氣設(shè) 備選擇；6.變電所布置；7.變電所防雷；8.繪制供電系統(tǒng)圖和變電所總平面布置圖。 本設(shè)計(jì)說明書，從設(shè)計(jì)的初步計(jì)算、接線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選擇校驗(yàn)和安全措施的設(shè)計(jì) 等方面進(jìn)行了全面的論述，是對一個煤礦電力系統(tǒng)的完完全全的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)是對我們專業(yè)知識等綜合素質(zhì)的一次提高。 關(guān)鍵詞：負(fù)荷、補(bǔ)償、變電所布置 i 目錄 摘要................................................................................................................................i 第一章概述.....

i 摘要 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)的內(nèi)容及其質(zhì)量要求主要包括：1.負(fù)荷計(jì)算；2.主變壓器選擇及 其無功功率補(bǔ)償；3.確定變電所主接線系統(tǒng)；4.短路電流計(jì)算；5.變電所主要電氣設(shè) 備選擇；6.變電所布置；7.變電所防雷；8.繪制供電系統(tǒng)圖和變電所總平面布置圖。 本設(shè)計(jì)說明書，從設(shè)計(jì)的初步計(jì)算、接線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選擇校驗(yàn)和安全措施的設(shè)計(jì) 等方面進(jìn)行了全面的論述，是對一個煤礦電力系統(tǒng)的完完全全的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)是對我們專業(yè)知識等綜合素質(zhì)的一次提高。 關(guān)鍵詞：負(fù)荷、補(bǔ)償、變電所布置 i 目錄 摘要................................................................................................................................i 第一章概述.....