低压配电系统电能质量综合解决方案

ABB低压配电系统电能质量综合解决方案电能问题分类电压问题：跌落，偏差，供电中断，波动和闪变；频率问题：频率偏差；电流问题：谐波、无功等；目前的解决方案——头痛医头、脚痛医脚。缺少综合性的解决方案。技术需要变革，设计思想也需要变革——由交流配电到直流配电的变革。电能质量问题——你的系统属于哪一种情况？来自电力系统的各种问题和故障让你蒙受损失： -电源故障：

例：

断路器分闸，熔丝熔断；

-设备损坏，功能故障和寿命缩短：

例：-设备过热

（变压器，马达，

…）

-精密敏感负载遭受损坏(计算机，UPS系统，变频控制设备)

-电容器不能正常工作，甚至损毁； -电子通讯设备和控制系统受到干扰； -系统电能损耗增加； -相关参数达不到电网管理部门的要求而遭受罚款； -电能质量不好导致产品的优良率下降，废品率上升；谐波造成的损失汽车三厂车身三号配电站火灾现场和设备图连接在电网中的非线性负载当电网供给其正弦电网电压时，其的工作电流波形是非正弦的畸变电流波形

谐波从何而来?正弦电网电压非线性负载所有的非线性负载工作时都产生谐波谐波=畸变的电流–正弦50Hz的基波电流

非线性负载在电力系统中无处不在而且呈快速增长势头!工业负载(主要三相三线系统)ACandDCdrives,UPS系统,…=>产生相间谐波，相不平衡，经常无功补偿不足商业负载(主要三相三线系统)所有的办公大楼都使用电脑设备，节能灯具，复印设备，传真机…=> 产生相间谐波和中性线谐波， 三相不平衡，功率因数较差什么地方使用了非线性负载?日益增长的电网谐波的影响Peak 100% 133% 168% 204%

RMS 100% 105% 108% 110%

=>改变了电流波形的峰值

=>增加了电流均方根值 0% 33% 39% 44%谐波带来的电流波形畸变谐波问题解决方案改变电网的供电结构

E.g. -把对谐波敏感的设备和产生谐波的设备进行隔离供电；

-尽量使用高脉冲整流的变频设备；

-采用特殊绕组的变压器以减小其阻抗； -尽量通过大的电网系统供电；

=>在供配电设计阶段就应该加以考虑和设计；=>不可能解决所有的非线性负载带来的问题；=>造价不菲，浪费很多安装空间；谐波问题解决方案静态滤波器:串联电抗器和电容器组合

给谐波提供低阻抗的通路

=>滤波效率受电网参数的影响；

=>容易因过载而损毁；

=>难于扩展使用能量；

=>容易造成谐振，带来严重后果；

=>需要为每一种谐波单独配置一套静态滤波器；

=>需要很多安装空间；

=>总是伴随产生无供补偿：

->ACdrives不需要无功补偿，容易过补偿

->发电机不能在容性功率因数下正常工作

谐波主流解决方案动态有源滤波器滤波原理:动态有源滤波器产生和系统谐波大小相等，相位相反的谐波注入到电网中，从而有效消除谐波LOADCURRENTACTIVEFILTERCURRENTCLEANFEEDERCURRENTWaveforms+=Harmonics动态态有有源源滤滤波波器器的的应应用用场场合合RollertablesCranesOffshoreWindersPapermachineDebarkingdrumsSkiliftsPropulsionCentrifugesDecantersKilnsCompressors所有有需需要要关关注注电电网网质质量量的的场场合合!!!Hotels,banks,computingcentresAPF工作作原原理理图图有源源滤滤波波电气气接接线线示意意图图治理理谐谐波波和和无无功功功功率率的的重重点点整流流器器是是大大多多数数电电力力电电子子装装置置的的前前端端电电路路，，注注入入电电网网的的谐谐波波和和无无功功功功率率的的大大小小主主要要取取决决于于整整流流器器。。1992年日日本本发发表表了了一一项项关关于于谐谐波波源源的的调调查查报报告告，，发发现现在在被被调调查查的的谐谐波波源源中中，，整整流流器器的的比比例例占占89%。整流流器器的的谐谐波波抑抑制制和和功功率率因因数数提提高高问问题题是治治理理电电网网污污染染的的重重点点！！背景景单向向、、单单相相———APFC单相相、、三三相相———VIENNA整流流器器单相相、、三三相相———VIENNA整流流器器实验验波波形形低电电流流谐谐波波含含量量和和单单位位功功率率因因数数的的三三相相PWM整流流器器；功率率开开关关元元件件少少；；在通通信信电电源源、、不不间间断断电电源源、、AC驱动动系系统统的的输输入入级级等等领领域域得到到应应用用。。特点点：：优势势二极极管管整整流流电电路路电容容滤滤波波可控控硅硅整整流流电电路路电阻阻负负载载，，相相角角30度PWM整流流器器整流流状状态态××√拓扑扑结结构构电流流型型电压压型型结构构简简单单、、效效率率高高、、体积积小小、、重重量量轻轻………目前前主主要要趋趋势势：：三三相相电电压压型型PWM整流流器器应用用分分类类PWM整流流器器应应用用有源电力力滤波器器统一潮流流控制器器绿色能源源有源电力力滤波器器拓扑结构构图统一潮流流控制器器拓扑结构构图风力发电电系统拓扑结构构图在电源、、家电、、工业驱驱动、微微网、医医疗、家家居等领领域具有有广阔应应用空间间…...双向、三三相——PWM整流器工作模式式——能量反馈馈模式EUIE-UIE能量反馈馈PWM整流器电网电压压工作模式式——能量吸收收模式EUIIE能量吸收收E-UPWM整流器电网电压压应用研究究交流配电电到直流流配电的的变革直流配电电与交流流配电相相比较所所具有的的优势：：材料成本本较低——直流配电电的2根线+1根地线配配电比交交流配电电的4根线+1根地线配配电具有有明显成成本优势势;运行效率率高：在在直流输输配电系系统中,没有传递递无功功功率引起起的网络络损耗,也没有因因集肤效效应产生生的损耗耗,具有远低低于交流流输配电电的线路路损耗；；没有各类类电能质质量问题题：直流流系统则则只需要要控制电电压幅值值,不用涉及及频率稳稳定和无无功功率率等问题题。具有直流流微电网网的一切切特征：：能够快快速接入入新能源源系统。。低压直流流配电系系统新型低压压多端直流配电电系统基于MMC高压直流流配电接接线示意图科技的变变革配电系统统将由单单一的交交流配电电模式走走向交直流混混合配电模式式，并且且在低压压配电系系统直流流配电必必将取代代传统交交流配电电模式。。这是一场场变革，，也是一一个机遇遇。基于超级级电容器器储能的的UPQC设备UPQC超级电容容器组运行现场场照片通道2（紫色））：市区供电电电源电电压波形形。通道1（黄色））：敏感负荷荷侧电压压波形。。结论：当当系统电电源发生生故障时时，UPQC经过10ms暂态过程程能够快快速为负负载提供供稳定的的电源。。实验和结结论——失电过程程通道2（紫色））：市区供电电电源电电压波形形。通道1（黄色））：敏感负荷荷侧电压压波形。。结论：具具备超级级电容器器的UPQC能够维持持敏感负负荷一定定时间（（应根据据负荷容容量定时时间长短短）。实验和结结论——失电过程程(长时)通道2（紫色））：市区供电电电源电电压波形形。通道1（黄色））：敏感负荷荷侧电压压波形。。结论：当当市区电电源恢复复正常时时，UPQC经过15ms暂态过程程能够快快速把负负载切换换到市区区电源。。实验和结结论——恢复过程程电能质量量和电气气参数测测量实验验平台公司简介介经营产品品胜业的产品线1、低压补偿偿/滤波电容容器2、补偿/滤波组件件3、无功补偿偿控制器器4、可控硅投投切开关关5、补偿/滤波模组组6、无源滤波波补偿柜柜8、SVG（无功发发生器））7、有源滤滤波柜9、直流配电柜特点：带二次防护装置（胜业专利）铝合金外壳：不生锈、重量轻欧洲标准，充气式环保型产品内置压力防爆装置国际级认证：UL认证、TUV认证预期寿命达120000小时.低压补偿/滤波电容器三相结构单相结构分相结构补偿/滤波组件型号：TMLSY480-67/7.0特点：电容器及电抗器匹配参数偏差小钢线绕制，纯干式结构；损耗小,带温控开关过载能力强,可在1.35倍额定电流下长期运行；噪音低：≤48dB温升低:≤75K产品质保期三年可控硅投切开关型号：SY-TS-□-H□特点:过零投切,无涌流，不会造成电网电压闪变

光电隔离，抗干扰能力强，响应速度快，(20ms)无涌流,无冲击,不会造成电网电压闪变集成一体化,体积小,安装方便

LED信号灯显示投切状态内置冷却风扇,自动控制风扇启停内置过温（80℃）保护全浇铸结构,坚固耐用可触摸式安全连接技术，IP30操作无噪音,无机械磨损,大大延长使用寿命*适用于系统电压为400V的三相共补可控硅开关*适用于系统电压为400V/690V的分相补偿可控硅开关无功补偿控制器型号:SY-JKWBX-□AT特点：全数字化设计，人机界面采用大屏幕LCD中文液晶显示器。智能型，多功能，交流采样，抗干扰能力强；具有过电压、欠电压、失电保护功能。全数字化设计，人机界面采用大屏幕LCD中文液晶显示器。智能型,多功能,交流采样,抗干扰能力强具有过电压、欠电压、失电保护功能智能电容器

型号：4S-450-30用途场合：主要用于谐波小的用户工程特点：4S型充气环保低压智能电力电容器应用于0.4kV电网的无功补偿设备，它由MCU测控单元、投切开关、保护装置，一台圆柱型低压自愈式电力电容器组成一个独立完整的智能无功补偿系统智能补偿/滤波模组型号：LSY-KCL480-□/□特点：系统电压：220~690V最小响应时间：20ms(LSY-K□□)功率损耗：2W/kvar(LSY-K□□)环境温度：-25~45℃相对湿度：<90%（25℃）海拔高度：<1500m通用安装：LSY模组单元具有体积小，安装方便等优点。单元生产采用标准化结构组装，采用通用导轨安装。可以满足标准的GGD、GCS、MNS柜体和非标准柜体的组装。LSY模组单元具有通用安装功能后，可使用户、低压成套开关柜厂家，在确定具体电容安装容量及分组后，订购单元模组和功率因素控制器，自行组屏安装功率因素校正装置。

有源滤波柜SVG型号：SYICD-APF0.4/□-3P4LSYICD-APF0.4/□-3P4L特点：采用先进有源源补偿设备（（APF或SVG）+可控硅投切动动态无功补偿偿+接触器投切电电容器组来补补偿供电系统统的大量谐波波电流和动态态无功功率。。制造成本较低低，根据容量量配比可大幅幅度降低投资资成本。甚至至可以接近无无源补偿设备备的制造成本本。有源+无源混合补偿偿装置有源+无源滤波装置置SYICD型APF的优势比较内容SYICD型APF+TSC其它产品自带TSC控制功能具有10路TSC控制信号无成本对比1*SVG(APF)+N*TSC=>(1+0.5*N)/(1+N)SVG=1TSC=0.5性能对比动态连续调节SVG动态连续调节TSC有级调节动态响应时间≤10msSVG(APF)≤20msTSC存在问题胜业电气民用低压配电电站补偿方案案问题：民用低低压配电站电电能质量现状状：三相电流存在在严重不对称称，往往是单单相负荷；谐波频谱范围围宽，包括3、5、7、9、11…等；功率因数低，，需要大量的的分相无功补补偿设备；难点：传统补偿方法法(3P3L型、3P4L型)无法完全满足足补偿要求；；无功和谐波需需要全分相补补偿；解决方案：采采用具有全分分相补偿能力力的——SYICD_C综合补偿设备备胜业电气电动汽车充电电站和电信配配电站补偿方方案电动汽车换电电站电能转换换过程是：电网AC>>储能单元DC>>充电器DC>>锂电池DC。问题：电网AC转换为储能DC时，产生大量量谐波；特点：无功为为零，电流畸畸变率较大（（30％左右）；难点：无源滤滤波器不适用用，会带来无无功“倒送”问题；解决方案：采用绿色PWM整流装置SYICD_PWM(AC>>DC)，高效、无污污染的提供直直流电；采用有源滤波波装置(SYICD_L系列)，动态消除网网侧电流谐波波；胜业电气问题：工业现场环境境恶劣、电流流大