最新-谐波治理报告.pdf

电力谐波治理的报告电力谐波治理的报告电力谐波治理的报告电力谐波治理的报告 2008-2-152 谐波产生的原因谐波产生的原因 谐波产生的根本原因是由于电力线路呈一定阻抗, 等效为电阻、电 感和电容构成的无源网络, 由于非线性负载产生的非正弦电流, 造成 电路中电流和电压畸变, 称为谐波. 产生谐波的负载: ? 整流器和整流设备 ? UPS电源设备 ? 变频空调 ? 计算机、复印机、打印机、传真机、影视设备等办公设备 ? 电梯、电子式照明设备 ? 电机设备、变频设备 ? 2008-2-153 典型的非线性负载电流波型典型的非线性负载电流波型 相移 垂直斩波 整流 高频 理想的波形 高频变换 2008-2-154 国家标准要求国家标准要求-电压谐波电压谐波 2008-2-155 国家标准要求国家标准要求-电流要求电流要求 2008-2-156 谐波造成的危害谐波造成的危害 ? 引起电气组件附加损耗和发热(如电容、变压器、电机等)、效率 低、加速绝缘老化、降低使用寿命 ? 干扰设备正常工作，造成误动作 ? 无功功率因数大、供电效率低、电力设备有功容量降低(如变压 器、电缆、配电设备) ? 能耗严重 ? 出现谐振, 特别是油机发电时更严重 ? 功因补偿电容炸、空开跳闸、熔丝熔断、设备无故损坏 ? 供电部门的处罚 2008-2-157 各次谐波造成的危害分析各次谐波造成的危害分析 开关误跳闸 线损加大，发热 集肤效应导体表面 发热 动态分布1125次 数据通信干扰，处 理速率下降 造成电磁发射，形 成EMC干扰 动态分布25次以上射频 油机谐振带载失败 补偿电容发热爆裂 变压器发热降容 对电网谐波影响 产生噪音 与油机或电容谐振固定频段5次，7次 零线发热 器件发热 叠加零线电流固定频段3次，9次 主要危害对象主要危害对象主要危害原理主要危害原理谐波特征谐波特征主要谐波频段主要谐波频段 2008-2-158 谐波治理设备的应用领域谐波治理设备的应用领域 ? 电信运营商的程控交换局、汇接局等大型通信局站 ? 银行证券大楼 ? 大型写字楼、商务楼 ? 超市、大型商场 ? 工矿企业 ? 2008-2-159 电力谐波治理技术的客户价值电力谐波治理技术的客户价值 消除谐波给电力网带来的危害, 保证供电安全 防止因谐波引起供电事故而导致生产严重受损 功率因素可接近1, 总谐波电流可小于8%, 避免供电部门处罚 减小谐波电流和电压引起的设备故障, 降低维护费用, 延长设备 使用寿命 降低谐波电流引起的各种损耗, 综合节能效果可达4%20% 增加电力设备的有功功率输出能力, 减少扩容投资 2008-2-1510 两类电力谐波治理需求两类电力谐波治理需求 1.由于客户负载产生谐波，导致电网产生波形畸变，采用并联有 源谐波治理 并联有 源谐波治理设备，消除电路中谐波电流。可针对客户要求，对 低压和中压电路进行治理。 2.由于电网谐波及电压跌落等原因，导致客户用电设备不能正常 工作，采用电力质量改善设备，采用串联有源谐波治理串联有源谐波治理设备， 能隔离电网谐波及电压跌落和闪变，保证客户端设备正常工作。 2008-2-1511 实现低压电力谐波及改善功因的方法比较实现低压电力谐波及改善功因的方法比较 高 非常好 高 不可能 动态 8%(或5%) 能, 多次谐波 补偿相位,接 近1 高 并联型有源 功因补偿 并联型有源 功因补偿 动态动态静态静态静态补偿方式 补偿相位, 接近1 补偿相位, 接近1 补偿相位, 接近1 补偿相位, 接近1 补偿相位,很 难达到1 功因补偿 COS 能, 多次谐 波 能, 多次谐 波 能, 部分 低次谐波 不能,有时 增加谐波 不能,有时增 加谐波 电流谐波消除 8%(或5%)8%(或5%)降低, 但 仍然高 不变,甚至 增强 不变,甚至增 强 电流THD 不可能不可能可能可能可能振荡可能性 高高中小小节能效果 非常好不好不好好好扩容性 高高中低最低技术先进性 高 串联型有源 功因补偿 串联型有源 功因补偿 中 电感电容 补偿 电感电容 补偿 较高较低很低造价 有源无源混 合型补偿 有源无源混 合型补偿 自动切换并 联电容补偿 自动切换并 联电容补偿 人工切换并 联电容补偿 人工切换并 联电容补偿 补偿 性能方法 比较 补偿 性能方法 比较 2008-2-1512 该桥臂专门 负责对零线 的谐波电流 补偿 有源四相变流器谐波抑制及功因补偿原理有源四相变流器谐波抑制及功因补偿原理 补偿 电流 电源 电流 负载 电流 2008-2-1513 将各相电流向量 相加,得到零线电 流的需补偿分量 检测各相电 流谐波分量 并分离 计算各相谐波分 量及其补偿值 输出各相谐波电 流及功率因素补 偿控制信号 有源四相变流器谐波抑制及功因控制原理有源四相变流器谐波抑制及功因控制原理 2008-2-1514 I/P THD=2.9%I/P THD=2.9% v v SaSa i i LaLa i i APFaAPFa i i SaSa I/P THD=2.9%I/P THD=2.9% v v SaSa i i LaLa i i APFaAPFa i i SaSa 谐波电流补偿波形分析谐波电流补偿波形分析 补偿前电流波形 补偿后电流波形 电压波形 补偿器电流波形 2008-2-1515 有源四相变流器谐波抑制及功因补偿波形有源四相变流器谐波抑制及功因补偿波形 补偿前电 流严重不 对称,波 形奇变很 大,零线 电流大 补偿后, 谐波电流 很小,相 间平衡好, 电流对称, 零线电流 小 2008-2-1516 产品系列产品系列 三相100kVA, 150A/相 2008-2-1517 产品系列产品系列 三相30kVA, 45A/相 三相50kVA, 75A/相 2008-2-1518 并联模块化可并联扩容技术并联模块化可并联扩容技术 2008-2-1519 产品的主要技术性能比较产品的主要技术性能比较 适中高价格 短长供货时间 60dBA65dBA噪声 变速强制风冷强制风冷冷却方式 LCD中文/按键指示灯LCD英文/按键指示灯操作界面 24小时长售后服务相应时间 电网过压、欠压，直流过压，设 备过流、过热；故障时自动将设 备从电网切除。 电网过压、欠压，直流过压，设 备过流、过热；故障时自动将设 备从电网切除。 保护 有有联网通信 谐波补偿量/次数/功因谐波补偿量/次数补偿设置 95%95%效率 20ms(1ms)20ms(1ms)动态响应时间 85%85%谐波补偿率 250250可滤谐波次数 AC 380V 20%AC 380V 10%输入电压范围 PQC进口品牌进口品牌 2008-2-1520 谐波治理方案谐波治理方案1 分散治理内部谐波分散治理内部谐波 谐波 治理 谐波 治理 谐波 治理 谐波 治理 谐波 治理 中央空调机房空调UPS开关电源 办公设备 低压配电 发电机 变压器 针对一般企业，如 电信、金融、办公楼、工厂等 针对一般企业，如 电信、金融、办公楼、工厂等 2008-2-1521 谐波 治理 变压器 发电机 中央空调机房空调UPS 低压配电 开关电源 办公设备 谐波治理方案谐波治理方案2 集中治理内部谐波集中治理内部谐波 针对一般企业，如 电信、金融、办公楼、工厂等 针对一般企业，如 电信、金融、办公楼、工厂等 2008-2-1522 二种并联谐波治理方案的比较二种并联谐波治理方案的比较 较低, 一次性较高, 但可分期改造费用 低配室设备现场(或配电端)安装位置 少多谐波设备数 量 多少低配故障 大小内部谐波 集中治理方案分散治理方案集中治理方案分散治理方案 2008-2-1523 A B C N 市 电 非线性负载 电流传感器 电流传感器 谐波设备安装调试示意图谐波设备安装调试示意图 面板调试 与设置 2008-2-1524 ? 采用并联补偿方案，系统作为整体并联接入电网，不必改接电网， 便于现场安装； ? 采用就地补偿方案； ? 对主要类型的谐波源负载采用纯有源的方案进行就地补偿，消除其 对同一母线上其它设备的影响； ? 完善的保护，过流保护；短路保护；过压保护；过热保护； ? 采用先进的工艺。模块化的设计，维护更加方便； ? 有源的控制部分采用美国TI公司最新的控制芯片，主电路采用正负 母线重叠工艺和德国西门子公司最新的功率模块，分布电感小，极大 提高模块的安全性和整机可靠性； ? 技术成熟，具有良好的可实施性。 并联谐波治理方案的特点并联谐波治理方案的特点 2008-2-1525 谐波治理方案谐波治理方案3 治理外部引入谐波治理外部引入谐波 针对一般企业，如 电信、金融、办公楼、工厂等 针对一般企业，如 电信、金融、办公楼、工厂等 2008-2-1526 谐波治理方案谐波治理方案4 治理中压电压谐波治理中压电压谐波 有源滤波设备无源滤波设备有源滤波设备无源滤波设备 针对电力、钢厂、炼铝厂、 电气化机车等 直接用中压电的企业 针对电力、钢厂、炼铝厂、 电气化机车等 直接用中压电的企业 方法一 方法二 有源滤波设备无源滤波设备 方法一 方法二 有源滤波设备无源滤波设备 2008-2-1527 有源和无源混合可并联补偿技术有源和无源混合可并联补偿技术 Load APF 5th7th Source 无源补偿 补偿大电流5次 谐波电流 无源补偿 补偿大电流7次 谐波电流 有源补偿 补偿各奇次 谐波电流 用无源滤波滤除低次大谐波电流 用有源滤波滤除多次小谐波电流 有效降低成本 用无源滤波滤除低次大谐波电流 用有源滤波滤除多次小谐波电流 有效降低成本 无源补偿可能导致 电力谐振 无源补偿可能导致 电力谐振 2008-2-1528 通信场合的谐波治理方案选择通信场合的谐波治理方案选择 并联补偿方式，治理动态 电流谐波 测量负载各次谐波电流并 与标准比较 偶发电容炸、空开跳、油 机不稳、熔丝断 并联补偿方式，治理动态 电流谐波 测量负载各次谐波电流并 与标准比较 3次及以上谐波电流超出 限值 并联补偿方式，治理动态 电流谐波 测量负载各次谐波电流并 与标准比较 负载经常变动，且电流谐 波超过限值 功因电容补偿功因5%三相输入电压质量 方案选择方案选择测试数据依据测试数据依据应用问题应用问题 2008-2-1529 ? 对新建局站提供高输入功率因数的设备，减少新的污染源； ? 对老开关电源、UPS进行近端有源谐波治理，安装相应容量的电流 型有源动态谐波治理设备；解决高次谐波造成发热跳开关的潜在问题； ? 可以适当考虑针对低次谐波在低压配电端进行L/C无源补偿，配合 在负载端的有源滤波器，同时解决电容、油机谐振问题和变压器效率问 题和开关发热问题； ? 从综合治理的角度提供产品和方案，配合智能配电的谐波检测装 置，并可以将分布滤波方案的滤波设备内置到配电设备中； ? 需事先提供现场勘察，对各次谐波的分量进行测试和确认之后，针 对不同频段的谐波含量及位置分布进行综合治理； ? 最好采用可并联扩容的滤波器，安装和扩展不会影响系统运行，不 会出现滤波器过载现象。 谐波治理方案注意事项谐波治理方案注意事项 2008-2-1530 应用案例与分析 2008-2-1531 大量使用的通信整流器测试大量使用的通信整流器测试 老的开关电源，电流谐 波分量最高可达40% 治理后，总电流谐 波 治理后，总电流谐 波10%,符合电力质 量标准要求 符合电力质 量标准要求 2008-2-1532 补偿前，总谐波电流大于补偿前，总谐波电流大于40% 补偿后补偿后, 总电流谐波小于总电流谐波小于8% 被补偿设备节能被补偿设备节能9% 补偿前电流波形 补偿后电流波形 整流器类型负载的谐波治理效果整流器类型负载的谐波治理效果 2008-2-1533 补偿前后谐波电流与标准比较 0 50 100 150 200 250 123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 谐波次数 (A)谐波电流 标准谐波限值补偿前谐波电流无源补偿后谐波电流由源补偿后谐波电流 中频电炉用有源和无源混合可并联补偿效果中频电炉用有源和无源混合可并联补偿效果 治理后谐波电流 优于电力标准 治理后谐波电流 优于电力标准8% 的要求的要求 7.6911.4328.41电流THD(%) 有源补偿后无源补偿后补偿前有源补偿后无源补偿后补偿前 2008-2-1534 某电焊工厂应用某电焊工厂应用 100kVA 有源谐波 治理设备 有源谐波 治理设备 2008-2-1535 鞍山中油天宝钢管厂无功、谐波治理方案鞍山中油天宝钢管厂无功、谐波治理方案 100kVA 有源谐波 治理设备 有源谐波 治理设备 变压器 1250kVA、 2000kVA各1台 2台600kW高频 电炉 2台100kVA有 源谐波治理设备 2008-2-1536 鞍山中油天宝钢管厂无功、谐波治理方案鞍山中油天宝钢管厂无功、