上海華坤電器有限公司三相不平衡治理技術(shù)方案

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上海華坤電器有限公司

2017年3月22日

一、企業(yè)供配電系統(tǒng)三相不平衡現(xiàn)象概況:

XXX化工集團(tuán)供配電系統(tǒng)如下： 一段10kV進(jìn)線， 10kV/400V變壓器一臺(tái)，容量為1600kVA，主要負(fù)載是各種大型密煉機(jī)。其供電系統(tǒng)簡圖如下：

該系統(tǒng)變壓器低壓側(cè)母線安裝一套300 kvar電容補(bǔ)償柜，通過接觸器投切，現(xiàn)已損壞。在與用戶的技術(shù)交流中，用戶反映該系統(tǒng)諧波較大，導(dǎo)致電容柜無法正常使用功率因數(shù)也較低。同時(shí)變壓器噪音較大，用戶懷疑由諧波導(dǎo)致。根據(jù)用戶提供的現(xiàn)場情況進(jìn)行分析，我們選擇了測試點(diǎn)進(jìn)行諧波及功率測試。

二、企業(yè)供配電系統(tǒng)功率及諧波分析:

該企業(yè)負(fù)載屬于典型的冶煉類型負(fù)載，主要是大型密煉設(shè)備這一類電流變化非常迅速的沖擊性負(fù)荷，因此有功功率和無功需求變化很大。同時(shí)由于密煉設(shè)備由若干電機(jī)構(gòu)成，部分電機(jī)由變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速控制，密煉設(shè)備在不同的工作時(shí)間電流變化和諧波含量也不斷變化。針對(duì)此類現(xiàn)象，我們選擇在高峰負(fù)載的工作時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測并記錄。

i. 測量截圖

              電壓、電流矢量圖                                                        電壓、電流、頻率

                諧波電流柱狀圖                                                          諧波電流表格圖

ii. 數(shù)據(jù)分析

電壓電流有效值及總畸變率：

相位      電壓有效值（V）  電流有效值（A）  電壓總畸變率（%）  電流總畸變率（%）

A             331               605             2.0                7.8

B             332               624             2.1                8.1

C             334               629             2.2                7.7

注：400V標(biāo)稱電壓下諧波電壓總畸變率標(biāo)準(zhǔn)為5%

功率數(shù)值：

有功功率（kW）   無功功率（kvar）   視在功率（kVA）   功率因數(shù)  

   397                188              439              0.678

從這一時(shí)間段的測試數(shù)據(jù)可以看出，該測量點(diǎn)的電壓諧波未超標(biāo)，而5次諧波電流超標(biāo)，其余7次、11次諧波電流較大。此外，根據(jù)長時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測，功率因數(shù)變化范圍較大，在0.1-0.9之間劇烈波動(dòng)，并且變化速度非?？?。從而導(dǎo)致了三相不平衡的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

2.3 數(shù)據(jù)分析綜述

    從上述時(shí)間段的測試數(shù)據(jù)可以看出，該企業(yè)供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量狀況很差。功率因數(shù)變化范圍大，波動(dòng)速度快，因此月平均功率因數(shù)很低。同時(shí)，該系統(tǒng)的諧波含量也較大，尤其是5次諧波電流值已經(jīng)超出國家標(biāo)準(zhǔn)，按照相關(guān)規(guī)定必須進(jìn)行治理。由于在測試時(shí)間內(nèi)，該系統(tǒng)負(fù)荷較小，因此當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)，諧波電流的數(shù)值可能更大。

三、三相不平衡的諧波治理及無功補(bǔ)償解決方案：

3.1 方案綜述:

從測量數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以看出，該系統(tǒng)存在的主要問題是：無功需求范圍大、變化速度快，原先變壓器低壓側(cè)安裝的電容補(bǔ)償柜可能因?yàn)橹C波過大而不能正常動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間跟不上無功需求變化的速度等原因，導(dǎo)致設(shè)備未能將功率因數(shù)穩(wěn)定控制在0.9以上。同時(shí)，由于密煉設(shè)備中可能包含變頻器這樣的諧波源，檢測發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)還存在大量的諧波含量。綜上所述，因此我們建議用戶安裝我公司的HKKSVG型靜止同步無功補(bǔ)償裝置和HKKAPF型有源電力濾波裝置。

三相不平衡治理裝置

3.2 方案配置及材料清單

安裝位置     柜體規(guī)格型號(hào)    柜體數(shù)量    總補(bǔ)償容量     柜體尺寸(寬×深×高(mm))

400V主母線      HKKSVG         2臺(tái)         500KVar         800×1000×2200

400V主母線      HKKAPF         2臺(tái)         600A            800×1000×2200