水泵运行与电容补偿联动的应用报告

课题结题报告目录摘要22出口泵站水泵运运行与电容补补偿联动的应应用研究课题题结题报告4一、立题依据和和目的意义4（一）、立题依依据4（二）、目的意意义5二、课题对象、目目的用途5（一）、课题对对象5（二）、目的用用途6三、设计依据和和参考文献6四、研究方法和和技术路线7（一）、研究方方法7（二）、技术路路线8五、研究的具体体方法、内容容881、分析计算原原装置达到的的功率因数值值82、分析出口泵泵站常用时段段开泵台数93、计算出口泵泵站常用时段段需补偿的电电容量和组合合方式94、制定合理的的补偿控制方方案1005、PLC选型型1116、组态1227、编制梯形图图148、安装电气控控制设备1159、联机调试1510、结论155摘要ABSTRACCT在国民经济快速速增长的拉动动下，中国电电力需求增长长强劲，中国国目前已经成成为世界电力力生产和消费费大国。电能能质量超出标标准，会对发发电厂、电网网、电力用户户产生不同类类型的损害或或负面影响，如如何保证或提提高电能质量量，是发、供供、用电各级级部门认真思思考的问题。利用计算机对电电网进行实时时检测、控制制，自动切换换补偿电容，可可以准确、快快速地实现无无功补偿，达达到降低消耗耗、改善供电电质量之目的的。出口泵站最大的的单机容量为为900kww,额定电压6ｋｖ，共安安装10台泵。出出口泵站电容容室分为二段段，每段安装装6Kv75Kvaa电容1组，6Kv3000Kva电容1组，6Kv6000Kva电容2组，每段共1575Kvva。二段共3150Kvva。投切方方式设有自动动（原自动从从未投入正常常使用过，原原因是无法准准确补偿无功功功率）、手手动，功率因因数在0.80～0.85之间，不能能满足供电部部门对用户的的功率因数考考核要求（0.85），屡受供供电部门罚款款。本课题分三个技技术阶段展开开，第一阶段段为资料分析析测试阶段，第第二阶段为PLC选型阶段，第第三阶段为组组态、编程、调调试阶段。本课题以出口泵泵站水泵运行行与电容补偿偿联动为对象象，目的是：：1、通过编程，用PLC控制电容的投切量，使月平均功率因数达到0.90～0.95；2、可减少供电电部门每月数数万元的罚款款。3、提高电能质质量，节约用用电。本课题技术路线线：历史数据数理→→确定控制方方案→编程→调试→修改程序→再调试出口泵站在未进进行任何无功功补偿时，功功率因数为0.68，按原来每每台主泵300Kvva进行无功功补偿计算，功功率因数为0.80，且未考虑虑对主变和其其它感性负载载进行补偿，故故补偿不够。但但重新组合无无功补偿量，3150Kvva能满足7台泵同时运运行的补偿。出出口泵站在旱旱流时，一般般只有3～4台泵同时运运行，经联机机调试，运行行二个月。出口泵站20005年11～12月用电情况况见下表：出口泵泵站用电情况2005年111月2005年122月线号号东农3874有有功电表东农3874无无功电表东凌3854有有功电表东凌3854无无功电表东农3874有有功电表东农3874无无功电表东凌3854有有功电表东凌3854无无功电表前月电表读数192999920239911986102520711008本月电表读数1986102520711008201510372136.11034.277倍率1400014000140001400014000140001400014000本月用电量798000364000672000238000406000168000911400367780本月总有功用电电量1470000013174000本月总无功用电电量602000535780本月总灯电用电电量79804060本月总用电量1477980013214600功率因数0.910.940.920.93本月总运行小时时2278:4002027:455本月总输送量（m3）533208000495437339从联机调试和和二个月运行行情况得出：：(1)、通过编编程，用PLC控制电容的的投切量，使使月平均功率率因数达到0.90～0.95；(2)、未受到到供电部门的的电力罚款；；(3)、月平均均功率因数提提高，提高了了电能质量，节节约了用电。出口泵站水泵运运行与电容补补偿联动的应应用研究课题结题报告立题依据和目的的意义（一）.立题题依据在国民经济快速速增长的拉动动下，中国电电力需求增长长强劲，中国国目前已经成成为世界电力力生产和消费费大国,根据规划预预测，二○○五年，中国国发电装机容容量将达到四四点五至四点点八亿千瓦左左右，全社会会用电量将达达到二点一万万亿千瓦时左左右；到二○一○年，装机容容量达到六点点五亿千瓦左左右，全社会会用电量将达达到三万亿千千瓦时。目前前，中国总装装机容量和发发电总量均居居世界第二位位。电能质量超出标标准，会对发发电厂、电网网、电力用户户产生不同类类型的损害或或负面影响，如如何保证或提提高电能质量量，是发、供供、用电各级级部门认真思思考的问题。采采取何种措施施与方法，要要科学分析，合合理选择，以以求最大的安安全性和经济济性。因为，电电压偏差、频频率偏差、三三相不平衡度度与电力系统统密切相关；；电压闪变、谐谐波、三相不不平衡度与用用户的电力负负荷特性息息息相关；电力力系统与电力力用户之间又又相互影响，所所以各方要对对电能质量有有一个客观的的认识。由于无功功率的的存在使得电电网的功率因因数下降、电电压降低、线线路损耗增大大、供电质量量降低，同时时对用电设备备运行也会带带来不利的影影响。无功功率补偿装装置在供电系系统中所承担担的作用是提提高电网的功功率因数，降降低供电变压压器及输送线线路的损耗，提提高供电效率率，改善供电电环境。无功功功率补偿装装置在电力供供电系统中，处处在一个不可可缺少的、非非常重要的位位置。合理的的选择补偿装装置，可以做做到最大限度度的减少网络络的损耗，使使电网质量提提高。反之，如如选择或使用用不当，可能能造成供电系系统，电压波波动，谐波增增大等诸多因因素。众所周知，电力力网络中大多多使用感性负负载，电感性性负载越大，则则无功功率所所占得比例就就愈大。提高高功率因数，除除合理地选择择用电设备，提提高自然功率率数外，还广广泛采用并联联容性负载的的方法来补偿偿无功功率。传传统的方法是是采用固定电电容补偿方法法，它可使用用于负载固定定、无功功率率相对稳定的的静态用电装装置。随着微微机控制技术术和半导体器器件的发展，利利用计算机对对电网进行实实时检测、控控制，自动切切换补偿电容容，可以准确确、快速地实实现无功补偿偿，达到降低低消耗、改善善供电质量之之目的。（二）.目的的意义目前上海供电系系统为提高供供电效率，提提高电能质量量，仍在实行行对用电户实实行功率因数数考核，对功率率因数不合格格用电户实行行电量罚款，给给用电户造成成一定的经济济负担。国内用电户有提提高功率因数数的要求，减减少电力罚款款，同时也提提高电能质量量。与己、与与社会都有利利。课题对象、目的的用途（一）.课题题对象出口泵站的全部部用电负荷由由一座35kkv／6kv总变电电所供电，总总变电所内设设35kv配电电室、变压器器室、6kvv电容器室、66kv配电室室、控制室等等。6Kv负荷由该该变电所直接接供电，3880v／220v负荷荷由分设于泵泵房内和机修修间的两座66Kv／0.4kvv分变电所供供电。35kkv高压开关关柜受电，66kv中压开开关柜馈电给给6kv负荷，380v／220v开关关柜馈电给低低压负荷。335kv／6Kv总变电电所由二路335kv电源源供电，采用用双电源双变变压器方案，二二者互为备用用，备用率1100％。主主变压器额定定容量100000KVAA，共2台。出口泵站最大的的单机负荷为为1600HHL－12A立式导导叶式半调节节混流泵，单单机容量为9900kw,,额定电压6ｋｖ，共安安装10台，9用1备。出口泵站电容室室分为二段，每每段安装6Kv75Kvaa电容1组，6Kv3000Kva电容1组，6Kv6000Kva电容2组，每段共1575Kvva。二段共3150Kvva。投切方方式设有自动动（原自动从从未投入正常常使用过，原原因是无法准准确补偿无功功功率）、手手动，功率因因数在0.80～0.85之间，不能能满足供电部部门对用户的的功率因数考考核要求（0.85），屡受供供电部门罚款款。（二）.目的的用途本课题以出口泵泵站水泵运行行与电容补偿偿联动为对象象，目的是：：1、通过编程，用PLC控制电容的投切量，使月平均功率因数达到0.90～0.95；2、可减少供电电部门每月数数万元的罚款款。3、提高电能质质量，节约用用电。设计依据和参考考文献设计依据《并联电容器装装置设计规范范》GB502227－95《供配电系统设设计规范》GB500052-955《工业自动化仪仪表工程施工工及验收规范范》GBJ933-86参考文献《城市污水处理理厂运行控制制与维护管理理》《可编程序控制制器技术与应应用系统设计计》陈在平2003《SYSMACCCPM11A可编程序控控制器》欧欧姆龙有限公公司研究方法和技术术路线（一）、研究方方法本课题分三个技技术阶段展开开第一阶段为资料料分析测试阶阶段本阶段主要是分分析资料，合合理组合电容容的投切量。分析计算原装置置达到的功率率因数值。分析出口泵站常常用时段开泵泵台数。计算出口泵站常常用时段需补补偿的电容量量和组合方式式。4.复核出口口泵站高峰流流量（运行七七台泵以上）时时段，由于无无功补偿不足足，对出口泵泵站全月功率率因数的影响响。5.制定合理的的控制方案。第二阶段为PLLC选型阶段。本阶段主要是选选择安全稳定定、性能可靠靠、维护方便便、性价比较较高的PLC。第三阶段为组态态、编程、调调试阶段。本阶段主要是正正确组态，编编制PLC控制程序，调调试控制设备备和PLC控制程序。组态。编制梯形图。安装电气控制设设备。总体调试。（二）、技术路路线历史数据数理→→确定控制方方案→编程→调试→修改程序→再调试研究的具体方法法、内容分析计算原装置置达到的功率率因数值出口泵站在未进进行任何无功功补偿时，功功率因数为0.68，按原来每台台主泵300Kvva进行无功功补偿计算，功功率因数为0.80，且未考虑虑对主变和其其它感性负载载进行补偿，故故补偿不够。但但重新组合无无功补偿量，3150Kvva能满足7台泵同时运运行的补偿。出出口泵站在旱旱流时，一般般只有3～4台泵同时运运行，能满足足旱流时的无无功补偿，暴暴雨时不能满满足无功补偿偿，但暴雨几几率较低，经经一月平衡后后，能满足供供电部门对用用户的功率因因数考核要求。分析出口泵站常常用时段开泵泵台数上海7～9月是是台风暴雨季季节，也是同同时运行6台泵以上的的几率最高。今今年8月“麦莎”台风尤为突突出，特列举举出口泵站2005年8月同时运行行开泵台数，见见下表：上表可得出出：同时运行行1～7台比率为89.18％，8～9台为10.82％。在其它它季节同时运运行8～9台比率更低低，月平均功功率因数应能能满足供电部部门的考核要要求。出口泵站在旱流流时，常用时时段同时运行行3～5台泵数。3150Kvva能满足月月平均的无功功补偿。计算出口泵站常常用时段需补补偿的电容量量和组合方式式出口泵站共十台台泵，分为南南北二段，每每段五台泵。每每段配75Kva、300Kvaa电容各一组组，600Kvaa电容二组，每每段共1575Kvva电容。按按每台泵300Kvaa补偿，功率率因数在0.8。重新组合投切电电容量和组合合方式见表1。表1投切电电容量和组合合方式开泵台数(台))12345电容量和组合方方式（KVa）75+60075+300++60075+600++60075+300++600+660075+300++600+6600功率因数0.92～0..930.87～0..880.85～0..860.83～0..840.80～0..81表1采用数据说说明：（1）.出口泵泵站在未进行行任何无功补补偿时，功率率因数采用0.68；（2）.出口泵泵站除主泵外外，其它功率率按100KW计算；（3）.表1中中功率因数是是按每台主泵泵900KWW+其它功率0～100KW计算。从表1得出：（1）.过补补偿的可能较较小；（2）.同时运运行台数越少少，功率因数数越高，最高高为0.93；（3）.同时时运行4～5台时，发生生欠补偿，功功率因数最低低为0.8。出口泵站在旱流流时，同时运运行3～5台泵较多，比比率为63.31％，按同时时运行5台泵计算，功功率因数在0.87～0.88。按此计算算，达到月平平均功率因数数0.9～0.95的几率很小小。但是，以以上每台主泵泵是按额定的的有功功率计计算，在实际际中，主泵满满负荷运行的的几率很小。若若按主泵满负负荷的85％计，同时时运行5台泵时，功功率因数为0.89～0.9，那么，达达到月平均功功率因数0.9～0.95是有可能的的。制定合理的补偿偿控制方案（1）.控制方方式考虑在特殊的情情况下，能更更好地进行补补偿，采用手手动和自动二二种控制方式式。（2）．均衡使使用电容每段二组6000Kva电容采采用循环轮换换投切，尽量量使电容均衡衡使用，延长长电容的使用用寿命。（3）.故障障处理故障信号由电容容柜发出。当当某组电容发发生故障时，瞬瞬时切断该组组电容的运行行，其它电容容组仍可自动动控制。故障障时，发出故故障灯光信号号。（4）.保护护方案设有过流、欠压压、过压、短短路保护。（5）.避开开投切峰值每组电容投切延延时长短各不不相同，避开开上一次投切切引起的峰值值。间隔不小小于2秒。（6）.精简简控制75Kva电容容组设为长投投，采用手动动控制。在零零台泵运行时时，补偿主变变和其它感性性负载。PLC选型国外不同厂家、不不同型号的可可编程控制器器纷纷拥入国国内自控市场场。各家产品品以其运行速速度快、编程程简单、更改改运行方式方方便、运行可可靠、故障率率低等优点，很很快在全国企企业自控系统统中得到广泛泛应用。其中中日本OMRON公司的可编编程控制器由由于价格相对对较低，使用用率更高。OMRON公司司的CPM11A-20CDR--D是一体化化组型的PC，CPU单元装配20点I／O（12点输入，8点输出），属属小型PLC。CPM1A-220CDR--D可实现平平稳输入输出出动作的输入入滤波器功能能，防止因输输入信号抖动动以及外部干干扰而造成的的误动作。CPM1A-220CDR--D由于采用用快闪用OMRON公司的CX—PROGRRAMMERR软件编制梯梯形图。无电电池内存支持持得以实现，使使维护更简便便。CPM1A-220CDR--D有快速响响应输入输出出功能，最小小脉冲0.2ms。有定时器器、高速计数数器、中断、模模拟设定电位位器、自诊断断等功能。CPM1A-220CDR--D能与计算算机通讯，与与上位链接通通讯，设有RS—232C接口。CPM1A-220CDR--D高可靠性、丰富的I/O接口模块、编程简单易易学、安装简单单，维修方便便、价格便宜宜。CPM1A-220CDR--D完全能适适用出口泵站站水泵运行与与电容补偿联联动的控制要要求。组态通讯软件用OMMRON公司的CX—SERVEER，设置通讯讯端口、CPU、内存等。编程软件用OMMRON公司的CX—PROGRRAMMERR，CPM1AA-20CDR--D具有12点输入，8点输出，实实际使用9点输入，6点输出，预预留量达33％。组态见下图：编制梯形图(1).流程图图合合300kva电容组选分一组600kva电容组分别合二组600kva电容组分断所有电容组合所有电容组分300kva电容组2组600运行转入自动控制复位、预置0台泵运行5或4台泵运行3台泵运行2台泵运行1组600运行合300kva电容组选合一组600kva电容组分300kva电容组选分一组600kva电容组分300kva电容组选合一组600kva电容组1台泵运行2组600运行1组600运行YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY(2).梯形图图编制后离线