220KV整流所无功补偿及谐波治理装置技术标书

页第一章简介工程现场铝业电解铝无功补偿装置数量：17套；电压等级：30kV；单套容量：36Mvar。xx电解铝无功补偿装置数量：7套；电压等级：22kV；单套容量：28Mvar。xx电解铝无功补偿装置数量：7套；电压等级：22kV；单套容量：30Mvar。第二章招标文件应答2.1工程概况2.1.1工程概况厂区设置一座220kV整流变电所，系统由三部分组成：第一部分为22OkV户内配电装置主接线为带母联的双母线供电，共16个间隔；即4回220kV进线，1回母联，6回调压整流变压器，3回动力变（1回预留）及2个母线电压互感器间隔，每段母线和每路进线各设1组电压互感器，共6组。第二部分为整流机组，全系统共有6套整流机组，组成等效72相整流系统。每套整流装置由一台调压变压器（连接组标号：YNao,dll)和一台整流变压器、一组自饱和电抗器、两台控制稳流柜及相应的辅助设备构成独立的整流系统，并分别配置于独立的间隔内。每台调压整流变压器内置一台79级有载连续调压开关用于电压粗调，调压变压器设有第三绕组，容量为2500Okvar，用于谐波治理和功率因数补偿。该系统额定直流输出电压88OVDC，额定直流输出电流400kA。每个机组额定直流输出电压88OVDC，额定直流输出电流90kA。第三部分为由两台22OkV/10.5kV,6300OkVA动力变压器（连接组标号：YN/dll）及1座10kV总配电所组成。全厂10kV分配电所有：主车间分配电所、空压站分配电所、电碳分配、铸轧分配、板带分配、熔铸分配。整流设备在理想情况下，流经调压变压器的谐波电流只有12K±1次特征谐波（K为整数）。6套机组同时运行时，流入220kV母线的谐波电流只有72K±1次特征谐波；1套机组检修，5套机组运行时，流入22OkV母线的谐波电流则有60K±1次特征谐波。实际上由于系统运行存在诸多因素的偏差，亦存在一定比例的其他非特征次谐波。另外2台6300OkVA动力变压器给铝加工整体项目其它负荷供电。动力变压器负荷为不产生高次谐波的公辅设备，不考虑谐波治理。2.1.2设备构成整流变压器主要技术参数：1）网侧容量：93100KVA2）阀侧容量：93100KVA3）调压变一次输入电流：243.6A4）调压变一次额定电压：22OKV5）整流变二次交流电压：730.4V6）整流变二次交流电流：2×2×18360A7）整流变一次电流：2×243.6A8）额定频率：50HZ9）使用条件：户内10）调压方式：79级有载连续调压（75档为额定档位）11）调压变压器第三绕组容量：25000KVA/9.5KV12）整流柜整流柜为2×45KA/88OVDC大容量变流装置整流柜。结构及工作原理：整流柜主电路采用三相桥式整流电路。2.2设计依据2.2.1环境条件多年平均大气温度：15.4℃历年极端最高气温：38.6℃历年极端最低气温：-5.8℃月平均最小相对湿度：30％月平均最大相对湿度：90％多年平均降水量：1389毫米多年平均蒸发量：2153.2毫米多年平均相对湿度：78%多年平均雷暴日数：36天多年平均日照时数：1166.6小时多年平均平均风速：0.9米／秒历年最大定时风速：27m/s最大冻土深度：大于150厘米最大积雪深度：26厘米全年主导风向：东北风冻土期：12月至2月地震烈度：7度覆冰厚度：10mm海拔高度：595-604米污秽等级：IV（重污秽区）安装地点：户内2.2.2电力系统参数系统额定电压：22OkV；频率：50±0.4HZ；系统电压范围：220﹣5％-220+8％kV；系统接地方式：大电流有效接地系统；22OKV母线短路参数，见附件3；爬电比距：3.1cm/KV。2.2.3电解工艺参数合金槽数：192台系列电流：400KA2.2.4整流设备情况（一）铝厂整流所（220KV）运行方式方式1:N6套整流机组同时运行方式2:N-15套整流机组同时运行，1套整流机组停运检修（二）系列直流电流：4OOKA（三）额定直流电压：UdN=88OV（四）额定直流电流：IdN=2×45KA（五）单机组脉冲数：P=12（六）等效脉波数：P∑:=72（七）6套调压整流变压器移相角：(+27.5º、-2.5º）,(+22.5º、-7.5º），(+17.5º、-12.5º),(+12.5º、-17.5º),(+7.5º、-22.5º）,(+2.5º、一27.5º）。（八）机组接线方式：三相桥式、二极管整流2.2.5电力负荷22OKV母线负荷：功率因数：0.89，平均有功功率：PzPj=310199.0582Kw。2.2.6整流变压器情况（一）整流变压器第三绕组的补偿电压为9.5kV。补偿容量为2500OKVar。（二）整流变压器对补偿系统特殊要求：(1）避免补偿绕组出口处直接短路。(2）最大补偿容量不能超过第三绕组容量2.3技术要求2.3.1工程设计要求本工程适用于xx项目22OKV变电整流所滤波补偿，根据现场技术要求及设计原则，滤波装置可实现如下作用：（一）吸收谐波源设备（整流设备）产生的谐波电流，投入滤波设备后，使注入电网的谐波电流和谐波电压满足国际GB/T14549《电能质量公用电网谐波》中的有关要求。（二）提供系统的功率因数，使考核点的平均功率因数达到6台机组功率因数大于0.97小于1，5台机组功率因数大于0.95小于1的要求。（三）提供滤波补偿装置的最大损耗。详细损耗计算见第三章3.9“损耗计算报告”。（四）每套滤波补偿装置设三个支路（5,7,11次，11次兼做高通，高通滤波器的Q值在1-5之间），每个支路均装设过电压阻尼装置。（五）电容器采用双星型连接，并设中性点不平衡电流互感器，变比为5A/1A。2.3.2谐波治理效果的评估依据由于国家未对220KV系统（本工程的供电电压为220KV）的谐波允许值进行规定，因此参照国标对110KV系统的谐波允许值规定执行，以GB/T14549《电能质量，公用电网谐波》为依据，对于220KV允许注入系统的各次谐波电流值如下：表2.3-1220KV谐波电流限值谐波次数23456789允许电流129.66.09.64.06.83.03.2谐波次数1011121314151617允许电流1.52.8谐波次数1819202122232425允许电流1.01.9注：基准容量2000MVA。当电网公共连接点的最小短路容量不同于上表基准短路容量时，按下式修正上表中的谐波电流允许值：式中：—公共连接点的最小短路容量，MVA；—基准短路容量，MVA；—原表中的第h次谐波电流允许值，A；—短路容量为时的第h次谐波电流允许值。根据所提供的公共连接点的最小短路容量，经过折算，各次谐波电流限值见下表。表2.3-2折算后的各次谐波电流允许值谐波次数23456789允许电流（A)14.611.77.33.73.9谐波次数1011121314151617允许电流（A)1.83.4谐波次数1819202122232425允许电流（A)1.63.02.3.3滤波补偿装置设计原则及技术要求（一）设计的滤波装置采用户内安装（整流所一层安装整流柜和稳流柜和大刀开关和分支母线，二层安装滤波装置。现场预留空间15米（长）×9米（宽）×6米（高）〔每套建筑面积〕），兼吸收谐波和无功补偿的双重作用。（二）6台或5台整流机组同时运行时，注入电网的谐波电流及电网电压畸率指标必须满足GB/T14549一93《电能质量公用电网谐波》供电系统22OKV等级要求。电网标称电压KV电压总谐波畸变率％各次谐波含有率％奇次偶次220我公司采用进口仿真软件，对6台整流机组和5台整流机组两种运行方式分别进行了仿真，仿真结果表明，在6台整流机组和5台整流机组两种运行方式下，注入电网的各次谐波电流及电网电压畸变率均满足国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》供电系统220KV等级的要求。详细的仿真结果见第三章“3.3谐波仿真报告。”我方按照要求提供如下计算图表：(1）给出不投滤波器的情况下，6机组运行方式时，注入系统22OKV侧的各次谐波电流值，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。6机组运行方式注入系统22OKV侧的各次谐波电流值（A)谐波次数注入系统220KV侧的谐波电流值（A)允许值（A）2-23见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告Uthd见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告(2）不投滤波器的情况下，6机组运行方式时22OKV母线电压波形及总进线电流波形，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。(3）不投滤波器时，考虑5机组运行方式下，注入系统22OKV侧的各次谐波电流值，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。不投滤波器时5机组运行方式注入系统220KV侧的各次谐波电流值（A)谐波次数注入系统220KV侧的谐波电流值（A)允许值（A）2-23见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告Uthd见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告(4）不投滤波器的情况下，5机组运行方式时铝厂22OKV母线电压波形及总进线电流波形，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。(5）滤波器投入后，6机组运行方式时，注入系统22OKV侧的各次谐波电流值，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。投入滤波器后6组运行方式注入系统220KV侧的各次谐波电流值（A)谐波次数注入系统220KV侧的谐波电流值（A)允许值（A）2-23见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告Uthd见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告(6)6机组运行方式时滤波器投入后，22OKV侧电压、电流波形以及各级母线（22OKV母线，9.5kV母线）的阻抗、相角频率特性均通过计算机仿真得出，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。(7）滤波器投入后，5机组运行方式时，注入系统22OKV侧的各次谐波电流值，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。投入滤波器后5机组运行方式注入系统220KV侧的各次谐波电流值（A)谐波次数注入系统220KV侧的谐波电流值（A)允许值（A）2-23见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告Uthd见第三章3.3滤波仿真报告见第三章3.3滤波仿真报告(8)5机组运行方式时滤波器投入后，22OKV侧电压、电流波形以及各级母线（22OKV母线，9.5kV母线）的阻抗、相角频率特性均通过计算机仿真得出，详见第三章3.3“滤波仿真报告”。(9）我方会提供所做方案中每个调谐回路的详细损耗计算公式和计算过程，具体损耗计算见第三章3.9“损耗计算报告”。（三）考核点计费点（PCC）月平均功率因数满足如下要求：6台整流机组同时运行时，整流装置功率因数大于0.97小于1。5台整流机组同时运行时，整流装置功率因数大于0.95小于1。我方会提供一半系列投运和全系列投运时功率因数的治理方案及预期效果曲线。一半系列投运时的功率因数的治理方案及预期效果曲线详见“3.4一半系列时的补偿方案及仿真结果”；全系列投运的治理方案及预期效果曲线详见“3.2补偿方案设计报告”和“3.3谐波仿真报告”。（四）在任何状态运行时，滤波器和系统均不产生电流谐振或电压谐振，不发生设备过热、过电压等现象，在各种运行方式下谐振点不在主要次谐波频率下。详见第三章3.3“滤波仿真报告”。（五）滤波装置采取如下保护，并进行滤波装置过电流、过电压安全性能校核，保护装置采用微机综合保护并安装在滤波装置的开关柜上。(1）速断保护(2）过流保护(3）过电压保护(4）低电压保护(5）中性点不平衡电流保护(6）负责本设备保护与整个供电整流系统综合保护自动化系统的光纤通讯接口设计，我公司提供除光缆以外的滤波装置所有通讯附件及投切设计，光纤采用多模8芯。(7）变压器第三绕组的保护(8）低周波保护（9）PT二次失压保护（六）以最经济的投资来实现本项目滤波装置的技术、安全指标。（七）滤波装置的分组充分考虑负荷变动，而PCC点处又不允许无功倒送时能方便的切除部分滤波补偿支路，同时保证各项谐波指标不超出规定的要求。（八）安装配套电能质量监控装置，可实现监控PCC点的各项谐波参数以及电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率等各项电能参数。（九）合金槽启动投运初期，滤波装置侧重无功补偿，随着合金槽数量的增加，有功功率增加，装置作用着重于谐波治理。工程设计方会根据铝行业特点，提供不同阶段的装置运行方案，并在滤波装置做相应调整时进行现场指导。（十）考虑到系统背景谐波对滤波装置的影响，在合金槽启槽前对铝厂所在22OKv变电所的背景谐波进行一次测量，以便对滤波装置作投产前的参数校核。注：合金槽启动前220KV变电站滤波测试由滤波厂家进行。（十一）基本方案：1、滤波装置采用5次、7次两条单调谐滤波支路及11次高通滤波支路方案，每套滤波装置采用1面PT柜、1面电容专用SF6断路器开关柜进行投切控制，即H5、H7、H11支路共用一面开关柜用来滤5次、7次及11次以上谐波，5、7、及高通支路各设置一台支路进线柜。整套装置为户内敞开式安装，滤波器投入后保证流入系统的各次谐波含量满足国家有关标准要求，详细结果见第三章3.3“滤波仿真报告”2、另外，为方便滤波器组的检修、保护和分组投切，每台机组设置一台PT柜，安装过电压吸收和电压互感器；一台开关柜，开关柜内断路器选用电容专用断路器和电流互感器，断路器的断开短路电流及容性电流的能力满足投切电容器组的要求；5、7、及高通支路各设置一台支路进线柜，支路进线柜内含有隔离开关、电流互感器及二次表计等。3、每滤波支路电抗器两端装设过电压阻尼装置，并设置4台Zno避雷器，即各相电容器两端共三台Zno避雷器，每滤波支路中性点对地一台Zno避雷器。电容器组采用双星型连接，并设中性点不平衡电流互感器。4、滤波装置的保护分为第三绕组保护和滤波器组保护两部分。第三绕组保护设有谐波保护、过流保护和速断保护，信号均取自第三绕组出线电流互感器。谐波保护其主要功能为通过检测流过第三绕组谐波电流总畸变率来判断是否有异常谐波放大，并在超限值时向滤波器组断路器发出动作信号；第三绕组速断保护、过流保护主要功能为在第三绕组输出电流超过整定值时先向滤波器组断路器发出动作信号，并在故障仍未消除的情况下再向上级断路器发出动作信号，以上保护单元安装在PT柜上。滤波器组保护设有过流保护、速断保护和中性点不平衡电流保护及谐波保护，每个支路保护装置独立，安装于各自的支路进线柜上，保护装置其动作对象为滤波器组断路器；每个整流机组滤波保护装置与综自系统均采用光纤通讯（8芯多模光缆）,6个机组6条光缆，除光缆以外的滤波装置侧所有光纤通讯附件将在工程阶段提供。2.3.4滤波补偿装置现场二次设计要求由于各种因素，造成电网中低次非特征谐波的实际存在，所以只能在系统运行后，进行实际测量。我方会在系统运行后，在现场进行谐波实际值的测量，并进行二次设计，对相应参数进行调整，满足GB/T14549《电能质量公用电网谐波》规定的系统谐波治理要求。2.3.5滤波装置各主要部件技术要求以上技术要求仅作为投标时的参考，具体要求及数值以满足设备正常运行、保证更高治理效果的设计为准，但我方在工程验收时会以不低于或更优于投标文件提供的技术指标进行验收。（一）滤波电容器电容器采用xx公司或者xx公司产品·标称电压kV:9.5·最高运行电压kV:11·额定频率Hz:50·绝缘水平：雷电冲击耐压峰值（1.2/SOuS)kV:75额定lmin工频耐压（方均根值）kV:42二次回路工频耐受电压（方均根值）kV:3·电容器装置电容偏差：每台电容器电容与额定电容偏差：≤±3%三相电容器组的任何两线路端子之间，其电容的最大值与最小值之比：≤1.01臂间最大与最小电容之比（电流不平衡）：≤1.005每滤波支路的最大电容值比最小电容值：≤±1%·介质损耗角正切值tgδ≤0.0003(20℃时）·设计场强（压紧系数为1时）：≤53KV/mm（国产）·局部放电量：≤50PC·局放熄灭电压：在常温下加压至局部放电起始后历时1s，降压至1.35倍额定电压保持10min，然后升压至1.6倍额定电压保持10min，此时，无明显局部放电。对于严寒地区根据温度类别下限值，电容器在此温度下局部放电熄灭电压不低于1.2倍额定电压。·电容器介质，液体介质：满足极端最低气温一26.9℃的要求·电容器结构要求为：不锈钢外壳、滚压式套管·芯子最热点的温度要求：≤70℃·电容器过负荷能力：1)．稳态过电流：方均根值不超过1.30In的电流下连续运行电容器在1.1UN下能长期运行1.43In电流2)．稳态过电压：1.05Un：连续运行电压1.1OUn：每24h运行sh1.15Un：每24h中运行3Omin1.5Un：运行5min1.3Un：运行1min·涌流限值：≤20In·耐爆能量Kw.S:≥15·耐久性性能：1700个过电压周期波数1.40Un，过负荷I000h·每台电容器带内熔丝和内放电电阻·每相电容器串联段数：1·每相或每臂电容器并联台数:5次：4并7次：4并11次：6并·电容器的温度系数不大于一5.0×10﹣4/K·支架及紧固件均要求采用热镀锌·电介质的工频耐受电压：电容器端子间的电介质必须能承受工频交流电压：2.15Un，历时10s·耐受短路放电能力：电容器必须能承受在允许的运行电压下由于外部故障引起的短路放电·接地端子：电容器配有将外壳接地或固定电位的端子·密封性能：电容器的密封性能，足以保证在其各个部分均达到电介质允许最高运行温度后至少经历2h而不出现渗漏·引出端子的套管及导电杆的机械强度：(1)200kvar以下的电容器套管能承受4OON水平拉力(2)2OOkvar及以上的电容器套管能承受5OON水平拉力·故障元件段过压倍数KV≥1.5，我方提供故障元件段过压倍数KV的详细计算公式和计算公式中的各字母代表的意思，详见第三章3.5“”电容器组不平衡保护计算公式。（二）干式空芯滤波电抗器：·电抗器选型采用国内名牌产品：各厂家营业执照见第三章3.13“型式试验报告”。·额定电压kv:10／√3·连续工作最高电压kv:12／√3·额定电感mH:5次：2.947次：1.511次：0.41·额定电流A:5次：2957次：29511次：442·额定容量kvar:5次：80.34/相7次：40.99/相11次：25.15/相·绝缘水平：额定雷电冲击耐压（峰值）1.2/50skV:75额定截波冲击耐压（峰值）kV:85额定lmin工频耐压（干／湿，方均根植）kV:42/35·电抗器为干式空心电抗器，环氧玻璃纤维缠绕包封，多层并联结构，自然冷却·调感方式为：机械式连续调感·滤波支路每相电抗器不超过三相平均值的±1％·直流电阻与出厂值相比及三相不均匀度：≤1％·绝缘材料耐热等级：匝间绝缘耐热等级：H级整体绝缘耐热等级：F级·额定电流、额定频率、75℃下的损耗比（即Kw/kvar)：≤0.04·温升限值绕组平均温升：≤55K最热点温升：≤70K·最大短时电流：≤25×In(2s)·1.3In下电抗器能长期运行·允许过负荷运行时间：1.15倍额定电压下：连续运行1.2倍额定电压下：20min1.3倍额定电压下：3min1.4倍额定电压下：lmin1.5倍额定电压下：10s·接线端子形状：板状·允许接线端子受力水平方向：2000N垂直方向：1000N水平横向：1500N安全系数：≥2.5·匝间耐压（感应耐压）Kv:2倍额定电压·满载时噪声：≤50dB·电抗器每滤波支路三相平装，尽量减少互感的影响·电抗器支柱绝缘子的主要参数：额定雷电冲击耐压（峰值）:75kV额定lmin工频耐压（方均根植）:42kV绝缘子对地爬地距离≥400mm绝缘子抗弯强度Kn：≧7.5kN·各支路电抗器的电抗值、各次谐波电流等技术参数先由我方计算，最终由设计院复核确定，电抗器的电抗值、各次谐波电流等详细技术参数见第三章3.2“补偿方案设计报告”和第三章3.3“谐波仿真报告”。我方在第三章提供所选电抗器的动热稳定性详细校验计算全过程，详见“3.7电抗器动热稳定校验报告”。以下参数由我方提供，以备以后试验、检测时参考序号参数名称单位典型参数说明1在额定频率和下列额定电压下a.95％的额定电压每相阻抗Ω5次：0.927次：0.4711次：0.13电流A5次：2807次：28011次：420直流电阻Ω5次：0.03077次：0.013711次：0.0041总的损耗（换算到75℃)KW5次：7.2157次：3.21611次：2.195绕组平均温升K≤55Kb.100％的额定电压每相阻抗Ω5次：0.927次：0.4711次：0.13电流A5次：2957次：29511次：442直流电阻Ω5次：0.03067次：0.013611次：0.0041总的损耗（换算到75℃)KW5次：7.9947次：3.56311次：2.432绕组平均温升K≤55KC.105％的额定电压每相阻抗Ω5次：0.927次：0.4711次：0.13电流A5次：3107次：31011次：464直流电阻Ω5次：0.03067次：0.013611次：0.0042总的损耗（换算到75℃）KW5次：8.8137次：3.92811次：2.681绕组平均温升K≤55Kd.110％的额定电压每相阻抗Ω5次：0.927次：0.4711次：0.13电流A5次：3257次：32511次：4862在额定频率和下列额定电压下直流电阻Ω5次：0.03057次：0.013611次：0.0042总的损耗（换算到75℃）KW5次：9.6737次：4.31111次：2.943绕组平均温升K≤55Ke.115％的额定电压每相阻抗Ω5次：0.927次：0.4711次：0.13电流A5次：3397次：33911次：508直流电阻Ω5次：0.03077次：0.013711次：0.0042总的损耗（换算到75℃）KW5次：10.5727次：4.71211次：3.216绕组平均温升K≤55K3外形尺寸外径M5次：1.307次：1.2711次：0.95高度M5次：0.757次：0.7511次：0.75包封数个3-4电抗器质量本体Kg5次：8507次：68011次：500附体Kg30（三）ZnO避雷器·每滤波支路设置4台ZnO避雷器，即各滤波支路各相电容器二端共三台ZnO避雷器，每滤波支路中性点对地一台ZnO避雷器。·ZnO避雷器的运行电压、残压、通流能力，以保护各相电容器免受过电压及抑制系统过电压为基本准则。支路避雷器基本参数要求：额定电压：17kV持续运行电压：13.6kV标称放电电流：5kA标称放电电流下的残压：≤46kV2mS方波通流容量：5OOA中性点避雷器基本参数要求：额定电压：10kV持续运行电压：8.0kV标称放电电流：5kA标称放电电流下的残压：≤27kV2ms方波通流容量：5OOA（四）不平衡保护用电流互感器·额定电压：1OkV·额定电流比：5A/1A·准确级：0.5/10P·额定容量：15VA·二次对地工频短时耐受电压：3kV/min·动稳定性能：在双星电容器组1.5倍额定电流冲击合闸下，不开裂、不损坏（五）KYN28开关柜部分·采用中置手车式开关柜式结构，投切电容装置采用的SF6断路器除满足一般断路器的技术条件外，还符合下列要求：1、开关柜：（1）断路器型号：FP系列（施耐德）(2）合闸时触头没有弹跳、熔焊(3）分闸时不会重击穿(4）有承受合闸涌流的能力(5）经常投切的断路器具有频繁操作的能力(6）弹簧操作机构，22OVDC直流电源供电(7）投切电容电流不小于1200A，开断电流为4OKA开关箱内设置自动温控装置。（8）开关柜技术参数：KYN28-12额定电压：12KV额定电流：1600A额定热稳定（3S）：40kA额定动稳定：100kA（9）SF6断路器技术参数：FP系列最高电压：12kV断路器额定电流：1600A额定开断电流：40kA额定关合电流：100kA3秒短时耐受电流：40kA峰值耐受电流：100kA2、PT柜：柜内设置避雷器和电压互感器避雷器型号和参数：YH5WR-17/45额定电压：17kV，持续运行电压：13.6kV。电压互感器型号和参数：JDZ-9.5kV含测量、计量、保护绕组，30VA。（六）隔离开关、接地开关:·额定电压：10kV·额定热稳定电流（4S):40kA·额定动稳定电流：100kA·额定电流：2000A·接地开关型式：手动隔离开关形式：手车式接地开关型号：JN-12隔离开关型号：手车式（七）过电压阻尼装置和高通通道的电阻器：滤波支路装设过电压阻尼装置并且高通滤波通道设置电阻，过电压阻尼装置和高通滤波通道的电阻器。（八）其它·滤波器的电气主接线图和设备选型按设计院要求由设备制造厂设计，滤波器的投切和继电保护由滤波器设备制造厂设计计算，综合保护装置待定（保护装置报价单独分开）。·滤波装置及滤波器所使用的部件符合其相应的国家标准。（九）特殊要求·我方会按要求提供详细的设备选型计算和继电保护计算公式和详细计算过程及结果，进行滤波装置过电流、过电压安全性能校核，连同相表，并以word文档形式给需方和设计院，以便设计院校核计算结果。设备选型的相关内容见“3.10设备选型报告”；继电保护计算公式和详细计算过程及结果见“3.11继电保护计算报告”；过电流、过电压校核见“3.3滤波仿真报告”。单套滤波装置参数滤波器支路次数5711系统频率（Hz）505050单台电容器额定电压（Kv）单台电容器额定容量（Kvar）500500500电容器组串联数111电容器组并联数446电容器单相电容（uF）137.68137.68206.52电容器组三相基波容量（Mvar）4.084.046.03电抗器单相电感（mH）2.941.500.41电抗器等效串联电阻（Q）0.03060.01360.0041电抗器额定电压（kV）电抗器额定电流（A）295295442支路三相输出基波容量（Mvar）4.04.06.0高通支路并联电阻（Ω）//100（十）高压柜（断路器柜、PT柜、每个支路隔离开关柜）柜顶母线和柜内主母线截面选择要求效验母线和电抗器的动热稳定性，母线的动热稳定校验见第三章3.8“母线动热稳定校验”，电抗器的动热稳定校验见第三章3.7“电抗器动热稳定校验报告”。（十一）我方会提供投标文件的word文档给设计院和甲方，否则技术上视为废标。2.3.6产品设计合制造应遵循的标准产品性能在技术标书中无特殊说明要求时，滤波补偿装置及其主要电气元件均满足以下标准：·IEEEstd519-1992电力系统谐波控制推荐规程和要求·GB50227-2008并联电容器装置设计规范·GB/T11024.1-2001标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则性能、试验和定额一安全要求一安装和运行导则·DL/T604-2009高电压并联电容器装置使用技术条件·DL/T653-2009高压并联电容器用放电线圈使用技术条件·DL/T840-2003高压并联电容器使用技术条件·GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波·GB10229-1988电抗器（有关滤波电抗器篇）招标文件中提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，我方会提供符合本技术规范引用标准的最新版本标准和招标文件技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本招标文件所使用的标准如与我方所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。2.4招标范围及交付使用时间2.4.1我方投标前会根据招标文件提供的设计技术依据做相应参数计算，在投标时提供整体设计方案，相关参数和内容见“3.2补偿方案设计报告”和“3.3谐波仿真报告”，包括实际谐波发生量、谐波装置设计方案、设备参数确定、补偿效果、滤波装置与系统并联谐振校核以及供货设备清单。2.4.2招标范围（每个系列）：共6套滤波补偿装置、每套滤波补偿装置包含开关柜1台（安装电容SF6断路器和电流互感器（二次电流为1A))、PT柜1台（安装避雷器和电压互感器）3个支路（即5次、7次、n次兼高通滤波）开关柜，每支路双星型接法。每套包括以下元件。滤波及补偿用电容器6组包括电容器、熔断器、绝缘子、支架、连接母线、接线端子等附件滤波及补偿用电抗器3组（含绝缘支撑件）各滤波支路电流测量及过电流保护用电流互感器（二次电流为1A）共6台及每支路两组星型间的不平衡电流互感器（二次电流为1A）共3台各滤波支路过电压保护用ZnO避雷器，每支路4台共12台滤波支路设置支路开关柜，隔离开关配8对辅助助点滤波支路设置过电压阻尼装置共3台高通滤波支路设置电阻器共3台本工程为交钥匙工程，我方负责功率补偿及谐波治理系统设计、所有设备的选型、制造、成套、运输、安装、连接母线、调试，直至验收合格交付使用，以及操作、维护人员的技术培训。一次交接点为我方装置开关柜（PT柜）进线隔离开关进线端，二次交接点为我方开关柜二次端子出线端。我方将会提供除光缆（8芯多模光缆）以外的光纤通讯接口和提供通讯协议以便和整流所综自系统通讯。2.4.3滤波装置微机保护装置（进线保护需方提供）。2.4.4交付使用时间：合同签订后2个月。可根据客户最终要求进行调整。2.4.5正常运行后，工作寿命大于10年。2.4.6系统设计合理、美观，在运行过程中系统无锈蚀、无漏水、无漏电现象。表2.4-1滤波补偿装置清单（单套清单）序号设备名称规格型号生产厂家备注1SF6断路器1600A,40kA2滤波电容器AAM-10，内熔丝、内置电阻3空芯电抗器LKGK-10kV，电感±5%可调4无感电阻RWG-105过电压阻尼装置RZNN-106智能操控GX2600A/CX-KZX96/QD-10057中性点电流平衡互感器LZZB-10kV，二次电流1A8电流互感器LZZB-10kV，二次电流1A9电压互感器JDZX-9.510电磁锁DSN11氧化锌避雷器YH5WR12智能电度表CX系列13过电压保护TBP-1214隔离开关手车式15谐波保护KR-FC-300016电容器微机保护过流、速断、不平衡电流保护。2.4.7安装及材料包括滤波器室所需的所有安装及材料等。单套无功补偿及谐波治理装置安装材料明细（包含但不限于）序号装置或材料名称规格型号单位数量生产厂家备注1棒式支柱绝缘子ZSW-121套2网门、栅栏不锈钢1套3金具、过渡板镀锌1套4电力电缆及附件YJV-101套5铜排TMY1套6接地系统1套7二次电缆敷设桥架1套8通讯附件1套2.5试验2.5.1我方所供整个功率补偿及谐波治理系统在正式投入使用前，会根据国家、行业现行有关标准要求进行试验，并确保试验结果符合有关标准的要求。针对试验项目，我方会提供相应的试验报告，详细实验报告见第三章3.13“型式试验报告”。2.5.2在工程阶段，谐波装置系统投用后，我方会组织谐波实测，提供谐波治理前后的对比效果报告。2.5.3成套装置试验成套装置项目执行标准标准指标达到指标例行试验外观检查GB50227一955GB/Tll024.1一2001开关柜相关国家标准见试验报告满足指标电器检验（见2、3条）见试验报告满足指标电容测量见试验报告满足指标电感测量见试验报告满足指标工频电压试验见试验报告满足指标调谐频率下的阻抗测量见试验报告满足指标开关柜试验见试验报告满足指标验收试验投切试验见试验报告满足指标滤波效果测试GB/T14549一1993见试验报告满足指标工频电压试验（极一地）GB50227一95见试验报告满足指标保护特性试验见试验报告满足指标2.5.4电容器试验电容器例行试验项目执行标准标准指标达到指标外观检查GB/Tll024.1一2001见试验报告满足指标密封试验见试验报告满足指标电容量测量见试验报告满足指标耐压试验（极一极交流）见试验报告满足指标耐压试验（极一地交流）见试验报告满足指标局部放电试验DL/T840一2003见试验报告满足指标tg6测量GB/Tll024.1一2001见试验报告满足指标电容量复测见试验报告满足指标验收试验外观检查GB/Tll024.1一2001见试验报告满足指标电容量测量见试验报告满足指标极一地耐压试验见试验报告满足指标2.5.5电抗器试验电抗器例例行试验项目执行标准标准指标达到指标外观检查GB10229和相关IEC标准见试验报告满足指标直流电阻测量见试验报告满足指标匝间耐压试验见试验报告满足指标电感测量见试验报告满足指标雷电冲击试验见试验报告满足指标感应耐压试验见试验报告满足指标外施耐压试验见试验报告满足指标品质因数测量见试验报告满足指标损耗测量见试验报告满足指标温升试验见试验报告满足指标验收试验外观检查见试验报告满足指标直流电阻测量见试验报告满足指标电感测量见试验报告满足指标品质因数测量见试验报告满足指标2.6设计联络2.6.1合同签订后7日内，供货方、需方、设计研究院三方对设计图纸进行审查；2.6.2我方会在审查后1周内向设计院方提供：安装基础、设备荷重、外型尺寸、基础布置图等土建条件图图纸和电子版图以及word文档。2.6.3我方会在审查后1周内向设计院方提供：主接线系统图、控制原理图、端子接线图、布置图、安装框架图、继电保护整定详细计算过程等图纸和电子版图以及word文档2.7资料交付2.7.1安装调试结束后，我方会向需方和设计院提供如下技术资料共4套及电子CAD版图以及word文档总图、电气原理图、二次接线图及布置图、保护装置图、系统保护类型及详细的继电保护定值计算书、易损件图、外购件资料、清单及厂家联系方式、随机仪表资料、清单、主要器件、材料合格证明书、使用与维修说明书、供货清单、备品备件清单、隐蔽工程资料试验报告。2.7.2我方保证所有的设计文件和我方提供的图纸均符合国标，文件也均符合IEC标准。2.7.3我方在收到中标通知后会尽快会同需方和设计院就设备的技术要求和规格签署技术要求以及详细的工程文件和交付时间表。2.7.4上述的技术要求作为合同的附件和合同不可缺少的一部分，有同样的法律效力。2.8其他要求2.8.1制造工艺：我方将按行业最新工艺标准进行设备制造，提供完整的试验报告。所有部件有好的互换性和便于维修，设备上漆前会进行可靠的防腐处理，其表面油漆可抗腐蚀、耐高温。2.8.2铭牌：设备装有永久铭牌，铭牌上的数据和符号易读并可长久保存。符号、标记均为公制单位。2.8.3设备的包装发运由我方负责。设备包装运输符合“产品包装运输管理条件”的规定，并根据设备的不同条件和要求采取防雨、防潮、防震、防尘、防霉、防冻等措施。2.8.4对电气绝缘部件采用防潮和防尘包装。对仪器仪表设备密封包装并有妥善的防震措施。2.8.5我方在投标文件中会详细介绍其技术方案，详细方案见第三章3.2“补偿方案设计报告”，需方将优先考虑先进、成熟、节能、高效的技术方案。2.9质量保证(1）合同设备的质保期为设备投运后12个月。质保期内，如设备出现故障，我方会派有丰富经验的技术人员到现场进行技术服务。(2）我方保证对所供合同设备出现的质量问题，承担全部责任。(3）质保期内我方保证按投标书承诺的质量保证售后服务条款履行责任，设备如有制造、安装、调试质量问题，我方会在接到需方书面通知后，24小时内到达现场，无偿负责恢复运行。质保期限外，设备运行发生故障后，我方会在接到甲方书面通知后24小时内到达甲方现场及时维修。2.10交货期合同签订后2个月，可根据客户最终要求进行调整。2.11其它（1）本投标文件未涉及的事项，执行国家现行标准和IEC有关标准。备品备件序号设备名称规格型号单位数量制造厂1滤波电容器AAM-1012台2专用工具套装扳手6套3全自动电容电感测试仪M-68501台4容抗表1台（2）本投标文件可作为合同附件，与合同具有同等效力。（3）未尽事宜，由双方协商解决。第三章投标所需技术资料3.1技术规格偏差表表3.1-1技术规格偏差表序号标书要求厂方提供差异说明是否包含在报价中无偏差3.2补偿设计方案报告3.2.1容量设计经过与电解铝厂家交流及我公司实际测试经验,新投产的整流机组将经过多个阶段才能达到额定运行状态。在前期的焙烧阶段，由于电解槽投入的数量很少，有功功率和功率因数都很低。随着投入的电解槽越多，系统功率因数逐渐提高，无功功率也在增加。当达到额定运行状态，这个时候系统无功功率已经达到最大。无功补偿容量的确定就是需要考虑的是在电解装置达到额定状态的时候。电解铝负荷的功率因数和调压整流变的档位、稳流控制系统等有直接关系。根据我公司大量测试数据分析可知，在不采取补偿措施的情况下，高压侧平均功率因数在0.89左右，本项目，单个机组高压侧的功率因数按照0.89进行计算。计算条件系统平均有功功率：310199.0582kW；补偿前功率因数：cosφ1为0.89。六机组运行时无功需求当六机组运行时，每台机的有功功率为：P=310.2/6=51.7MW根据公式：式（1）式中：Q—无功补偿容量，Mvar；P—计算有功功率，MW；—补偿前功率因数角的正切值；—补偿后功率因数角的正切值；可计算，对于单台机组，当将功率因数从0.89补偿至0.97所需的补偿容量：五机组运行时无功需求当五机组运行时，每台机的有功功率为：P=310.2/5=62.04MW根据式（1）可计算，对于单台机组，当将功率因数从0.89补偿至0.95所需的补偿容量：补偿容量确定从以上计算结果可知，单套滤波器的补偿容量不能小于，考虑到变压器的损耗等，每套谐波滤波装置补偿容量定为14.0Mvar。3.2.2滤波器参数设计（1）单机组谐波电流含量单台整流机组的谐波特性为12相桥的谐波特性，经过从加拿大引进的谐波仿真软件进行仿真，单台机组产生的谐波电流频谱及含量如下所示。图3.2-1单机组产生的谐波电流频谱（12脉动）表3.2-1单机组产生的谐波电流含量谐波次数谐波电流含有率（%）30.1551.571.0116.0135.0170.3190.2231.2251.0（2）单套滤波器参数由以上仿真结果可知，单机组主要产生12K±1（K=1.2.3…）次谐波电流。经过计算，单套滤波器分5次、7次和11次三个滤波通道，为更好的吸收高次谐波，11次滤波通道设计成高通结构，每套滤波器参数见下表。表3.2-2滤波电容器参数表支路5次7次11次合计系统电压(kV)/额定相电压(kV)/安装容量(Mvar)66921.0串111/并446/总数12121842单台容量(kvar)500500500/额定电流(A)295295442/高通电阻//100Ω/5kW/（3）计算机仿真有关以上所设计的滤波器投入前后的仿真结果、滤波器的安全校核等详见《滤波仿真报告》。3.3滤波仿真报告本项目，整流系统具有6台机组同时运行和5台机组同时运行两种方式，在两种机组运行方式下，流入系统中的谐波电流有所不同。所以，需要对以上两种运行方式分别进行仿真。3.3.1系统仿真计算工具简介谐波仿真计算采用专业的谐波潮流分析计算软件CHP（从加拿大CYME公司引进），该程序配合贯彻电力系统谐波国家标准，主要用于计算分析电力系统稳态谐波及分析下述工程谐波问题：（1）电力系统谐波分析；（2）中小型高中压直流换流器；（3）电气化铁道（包括牵引变供电的电力机车和地铁机车）；（4）交交变频轧钢机；（5）投切（变电站）补偿电容器组发生谐波放大现象分析；

(6)可以比较详细的模拟大型电力系统的谐波潮流分布；(7)该程序可以计算出非线性负荷用户注入供电网公共连接点（PCC点）的谐波电压畸变率和各次谐波电流是否达标；(8)用于滤波器设计研究。3.3.2仿真模型的建立为保证仿真模型的准确有效，需先根据本电解铝项目当前运行方式下的系统网络参数建立仿真模型进行计算，并参照以往的实际测试情况、工程经验进行修订，以确保所建模型和实际情况接近。所建模型见下图。3.3.3六台机组同时运行方式下的仿真结果六台机组同时运行时，在220kV侧可组成七十二脉动整流系统，属于对称运行，各次谐波抵消效果较好。滤波器投入后，进一步减小了流入系统中的各次谐波电流，降低了母线谐波电压畸变率，并能保证220kV母线谐波满足国标要求。投入滤波器前的仿真结果在电容器组未投入的情况下，流入220kV总进线的各次数的谐波电流见表3.3-1。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.3-1～3.3-2所示。从表3.3-1可知此时220kV母线谐波电压总畸变率为0.76%，满足国标要求；与表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各谐波电流均满足国标要求。表3.3-1流入220kV侧的各次谐波电流值（未投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.3531.3540.0854.0460.1573.0180.0690.27100.04111.65120.02131.59140.02150.05160.02170.38180.02190.65200.01210.05220.02230.24240.01250.18Uthd(%)0.76图3.3-1六机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线相电压波形图3.3-2六机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线电流波形投入滤波器后的仿真结果在电容器组投入的情况下，流入220kV总进线的各主要次数的谐波电流见表3.3-2。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.3-3～3.3-4所示，220kV侧和30kV侧的阻抗-频率曲线、相角-频率曲线如图3.3-5～3.3-8所示。从表3.3-1可知此时220kV母线谐波电压总畸变率为0.31%，满足国标要求；与表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求；表3.3-2流入220kV侧的各次谐波电流值（投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.2433.3440.7251.2360.1570.7980.1690.30100.03110.33120.06130.45140.02150.15160.03170.34180.02190.37200.02210.04220.02230.12240.02250.09Uthd(%)0.31图3.3-3六机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线相电压波形图3.3-4六机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线电流波形图3.3-5六机组运行方式下阻抗-频率曲线(30kV侧)图3.3-6六机组运行方式相位-频率曲线(30kV侧)图3.3-7六机组运行方式阻抗-频率曲线(220kV侧)图3.3-8六机组运行方式相位-频率曲线(220kV侧)3.3.4五台机组同时运行方式下的仿真结果五台机组同时运行时，在220kV侧属于非对称运行，将会有某个机组的12k±1（k=1、2、3、、、）次谐波电流无法被抵消。会造成流入系统中的谐波电流增大，母线电压畸变率增加，严重时会超出国标要求，危害电气设备安全运行。投入滤波器前的仿真结果在电容器组未投入的情况下，流入220kV总进线的各主要次数的谐波电流见表3.3-3。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.3-9～3.3-10所示。从表3.3-3可知此时220kV母线谐波电压总畸变率为2.27%，超出国标要求。将表3.3-3和表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。表3.3-3流入220kV侧的各次谐波电流值（未投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.2530.6240.0353.1460.1172.4880.0290.17100.03117.45120.04134.98140.03150.10160.01170.08180.01190.41200.02210.07220.02231.26240.01250.64Uthd(%)2.27图3.3-9五机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线相电压波形图3.3-10五机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线电流波形投入滤波器后的仿真结果投入滤波器后，流入220kV总进线的各主要次数的谐波电流见表3.3-4。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.3-11～3.3-12所示。220kV侧和30kV侧的阻抗-频率曲线、相角-频率曲线如图3.3-13～3.3-16所示。从表3.3-1可知，此时220kV母线谐波电压总畸变率为0.52%，满足国标要求；与表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。表3.3-4流入220kV侧的各次谐波电流值（投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.1233.5440.3251.2560.2270.7780.1390.39100.01111.09120.04130.98140.02150.05160.01170.17180.01190.28200.01210.03220.01230.42240.01250.21Uthd(%)0.52图3.3-11五机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线相电压波形图3.3-12五机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线电流波形图3.3-13五机组运行方式下阻抗-频率曲线(30kV侧)图3.3-14五机组运行方式相位-频率曲线(30kV侧)图3.3-15五机组运行方式阻抗-频率曲线(220kV侧)图3.3-16五机组运行方式相位-频率曲线(220kV侧)3.3.5滤波器安全校核滤波电容器在运行中除供给所需的基波电流外，还将吸收负荷产生的谐波电流。这样，通过滤波电容器的电流就有基波和谐波电流（以滤波支路相对应的谐波电流为主，也有部分其它次谐波电流）。这些电流通过电容器时，将在其两端产生基波电压和谐波电压。由于滤波器长期处于这种特殊的运行状态，为保证其长期、安全运行，对设计的各滤波电容器必须按照标准进行校验。校核电压取补偿侧系统最高电压值，由下表的电容器过电流、过电压倍数仿真结果可见，所有过电流倍数均小于行业标准规定的电容器额定电流的1.3倍，所有过电压倍数均小于行业标准规定的电容器额定电压的1.1倍，满足行业标准要求。各支路都能安全运行。表3.3-5滤波电容器安全校验谐波次数5次7次11次过流倍数0.990.981.01过压倍数0.980.990.993.3.6小结对滤波器投入前、投入后对电能质量的改善和功率因数的提高进行了仿真计算分析，得出如下结论：（1）未投入滤波器时eq\o\ac(○,1)六机组运行方式时，由于为对称运行方式，全部六台整流机组叠加后的谐波量变的很小。总的谐波电压畸变率为0.76%，满足国标要求。流入220kV总进线的各次谐波电流均满足国标要求。eq\o\ac(○,2)五机组方式运行时，由于五台机组为缺相运行，导致流入220kV总进线的5次、7次、11次和13次谐波电流增加，总的谐波电压畸变率为1.77%，虽没有超出国标要求，但接近国标限值（2.0%）。将表3.3-3和表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。（2）投入滤波器后eq\o\ac(○,1)当整流机组生产时，注入220kV考核点的5次、7次、11次和13次谐波电流得到有效抑制，在六机组运行方式下，275kV母线电压总畸变率为0.31%，在五机组运行方式下，220kV母线电压总畸变率为0.52%，均满足国标要求。将投入滤波器后流入220kV总进线的各次谐波电流与表2.3-2对比可知，投入滤波器后，均能保证220kV总进线的各次谐波电流均满足国标要求。eq\o\ac(○,2)从阻抗-频率曲线上可看出：在六机组和五机组运行方式下，投入滤波器后，均不会引起对整数次谐波的放大，完全能保证滤波器及整流机组的安全稳定运行。③从表3.3-5可知，滤波器投入后，各支路电容器两端的过电压倍数和过流倍数均满足行业标准要求，各支路都能安全运行。3.4一半系列时的补偿方案及仿真结果3.4.1一半系列时系统运行状态电解铝负荷一半系列时，系统平均有功功率为：P=310.2/2=155.1MW此时系统的平均功率因数同样和调压整流变的档位、稳流控制系统等有直接关系。在不同的产量阶段，功率因数皆不相同。根据我公司工程经验，一半系列时，系统的平均功率因数约为0.85左右。按照0.85进行计算，则此时系统中的无功功率约为：Q=96.12Mvar3.4.2一半系列时的补偿方案根据《补偿设计方案》可知，本项目所设计的单套滤波器参数如下表：支路5次7次11次合计额定相电压(kV)/安装容量(Mvar)6.06.09.021.0串111/并446/总数12121842单台容量(kvar)500500500/基波补偿容量（Mvar）4.04.06.014此时可将每套机组的5次、7次支路投入，6套滤波装置的5次、7次滤波器投入后，系统中的无功功率降低为：Q1=96.12-6*（4+4）=48.12Mvar则，系统的功率因数可补偿至：cosФ=P/S=0.9553.4.3谐波仿真结果六台机组同时运行方式下的仿真结果（1）投入滤波器前的仿真结果在电容器组未投入的情况下，流入220kV总进线的各次数的谐波电流见表3.4-1。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.4-1～3.4-2所示。从表3.4-1可知此时220kV母线谐波电压总畸变率为0.37%，满足国标要求；与表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。表3.4-1流入220kV侧的各次谐波电流值（未投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.2331.6440.0952.4060.1071.3880.0190.39100.03111.34120.06131.14140.02150.23160.01171.19180.04190.93200.02210.12220.02230.56240.02250.47Uthd(%)0.37图3.4-1六机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线相电压波形图3.4-2六机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线电流波形（2）投入滤波器后的仿真结果在电容器组投入的情况下，流入220kV总进线的各主要次数的谐波电流见表3.4-2。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.4-3～3.4-4所示，220kV侧和30kV侧的阻抗-频率曲线、相角-频率曲线如图3.4-5～3.4-8所示。从表3.4-1可知此时220kV母线谐波电压总畸变率为0.24%，满足国标要求；与表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求；表3.4-2流入220kV侧的各次谐波电流值（投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.1731.6640.5750.5560.0870.4080.0590.36100.05110.80120.07130.77140.04150.09160.03170.89180.02190.68200.03210.12220.03230.48240.02250.41Uthd(%)0.24图3.4-3六机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线相电压波形图3.4-4六机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线电流波形图3.4-5六机组运行方式下阻抗-频率曲线(30kV侧)图3.4-6六机组运行方式相位-频率曲线(30kV侧)图3.4-7六机组运行方式阻抗-频率曲线(220kV侧)图3.4-8六机组运行方式相位-频率曲线(220kV侧)五台机组同时运行方式下的仿真结果（1）投入滤波器前的仿真结果在电容器组未投入的情况下，流入220kV总进线的各主要次数的谐波电流见表3.4-3。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.4-9～3.4-10所示。从表3.4-3可知此时220kV母线谐波电压总畸变率为1.02%，满足国标要求，但相对六机组运行时增大较多。将表3.4-3和表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。表3.4-3流入220kV侧的各次谐波电流值（未投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.2631.1740.0352.1360.1271.3880.0790.55100.04115.09120.04133.11140.04150.06160.01170.48180.01190.21200.02210.14220.01230.54240.01250.47Uthd(%)1.02图3.4-9五机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线相电压波形图3.4-10五机组运行方式下（不投滤波器）220kV母线电流波形（2）投入滤波器后的仿真结果投入滤波器后，流入220kV总进线的各主要次数的谐波电流见表3.4-4。220kV母线电压波形及总进线电流波形分别如图3.4-11～3.4-12所示。220kV侧和30kV侧的阻抗-频率曲线、相角-频率曲线如图3.4-13～3.4-16所示。从表3.4-1可知，此时220kV母线谐波电压总畸变率为0.41%，满足国标要求；与表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。表3.4-4流入220kV侧的各次谐波电流值（投入滤波器）谐波次数注入系统220kV侧的谐波电流值（A）20.0931.5940.1650.5860.1170.3480.0690.45100.04113.91120.03132.34140.03150.12160.01170.32180.01190.15200.03210.09220.02230.42240.01250.39Uthd(%)0.41图3.4-11五机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线相电压波形图3.4-12五机组运行方式下（投入滤波器）220kV母线电流波形图3.4-13五机组运行方式下阻抗-频率曲线(30kV侧)图3.4-14五机组运行方式相位-频率曲线(30kV侧)图3.4-15五机组运行方式阻抗-频率曲线(220kV侧)图3.4-16五机组运行方式相位-频率曲线(220kV侧)3.4.4滤波器安全校核滤波电容器在运行中除供给所需的基波电流外，还将吸收负荷产生的谐波电流。这样，通过滤波电容器的电流就有基波和谐波电流（以滤波支路相对应的谐波电流为主，也有部分其它次谐波电流）。这些电流通过电容器时，将在其两端产生基波电压和谐波电压。由于滤波器长期处于这种特殊的运行状态，为保证其长期、安全运行，对设计的各滤波电容器必须按照标准进行校验。校核电压取补偿侧系统最高电压值，由下表的电容器过电流、过电压倍数仿真结果可见，所有过电流倍数均小于行业标准规定的电容器额定电流的1.3倍，所有过电压倍数均小于行业标准规定的电容器额定电压的1.1倍，满足行业标准要求。各支路都能安全运行。表3.4-5滤波电容器安全校验谐波次数5次7次过流倍数0.980.97过压倍数0.990.983.4.5小结在一半系列生产工况下，对滤波器投入前、投入后的电能质量的改善和功率因数的提高进行了仿真计算分析，得出如下结论：（1）未投入滤波器时eq\o\ac(○,1)六机组运行方式时，由于为对称运行方式，全部六台整流机组叠加后的谐波量变的很小。总的谐波电压畸变率为0.37%，满足国标要求。流入220kV总进线的各次谐波电流均满足国标要求。eq\o\ac(○,2)五机组方式运行时，由于五台机组为缺相运行，导致流入220kV总进线的5次、7次、11次和13次谐波电流增加，总的谐波电压畸变率为1.02%，虽没有超出国标要求，但相对六机组运行时增大较多。将表3.4-3和表2.3-2对比可知，流入220kV系统的各次谐波电流均满足国标要求。（2）投入滤波器后eq\o\ac(○,1)当整流机组生产时，注入220kV考核点的5次、7次、11次和13次谐波电流得到有效抑制，在六机组运行方式下，220kV母线电压总畸变率为0.24%，在五机组运行方式下，220kV母线电压总畸变率为0.41%，均满足国标要求。将投入滤波器后流入220kV总进线的各次谐波电流与表2.3-2对比可知，投入滤波器后，均能保证220kV总进线的各次谐波电流均满足国标要求。eq\o\ac(○,2)从阻抗-频率曲线上可看出：在六机组和五机组运行方式下，投入滤波器后，均不会引起对整数次谐波的放大，完全能保证滤波器及整流机组的安全稳定运行。③从表3.4-5可知，滤波器投入后，各支路电容器两端的过电压倍数和过流倍数均满足行业标准要求，各支路都能安全运行。3.5一次图系统和平面布置图3.5.1一次系统图3.5.2平面布置图3.6电容器组不平衡保护计算公式双星型接线中性线不平衡保护K—一段中切除元件数；—不平衡电流；m—单元中并联元件数；n—完好单元允许过电压倍数；M—一相中并联单元数；N—一相中串联单元数；—完好元件允许过电压倍数，=1.1~1.5；—电容器组额定相电流。3.7电抗器动热稳定校验报告3.7.1补偿绕组侧母线短路电流计算对于9.5kV侧母线短路计算需要考虑系统阻抗、调压整流变的阻抗。系统阻抗可由系统最大短路容量进行计算得出，调压变的阻抗可由短路电压比及变压器容量进行计算得出。详细计算过程如下：（1）计算条件220kV母线最大方式正序阻抗：0.022；调压变压器阻抗电压（U1-3%）：13.19%；忽略母线阻抗及系统电阻。（2）计算过程（标幺值）取基准容量SB=100MVA，计算阻抗标幺值：系统阻抗：0.022主变阻抗：9.5kV侧的最大系统短路容量为：则9.5kV侧母线最大三相短路电流：3.7.2滤波电抗器校验滤波电抗器动、热稳定电流的校验应该按照电抗器后端短路进行验算。即验算点应为下图中的短路点：经过计算，各次滤波通道电抗器后端的短路电流值如下表所示：表3.7-1短路电流计算值项目名称短路电流计算值（kA）冲击电流（kA）5次滤波通道电抗器后端5.1213.067次滤波通道电抗器后端8.8622.6011次滤波通道电抗器后端19.8050.49表3.7-2各次滤波电抗器耐受短路电流值项目名称热稳定短路电流（kA/s）动稳定电流（kA）5次滤波通道电抗器5.25/213.47次滤波通道电抗器10.27/226.211次滤波通道电抗器25.33/264.6（1）动稳定校验将表3.7-1和表3.7-2中的冲击电流及动稳定电流进行比较可知：各次滤波电抗器实际可耐受的动稳定电流值大于实际冲击电流，满足动稳定校验。（2）热稳定校验短路电流热效应公式：Q=Ip²t式中：Ip—为短路电流有效值，kA；t—保护动作时间和断路器开断时间之和，s。我公司针对短路保护为无延时方式，所采用的进口断路器，属于高速断路器。所以t可取0.1s。根据表3.7-1的“短路电流计算值”可计算得出实际发生短路时的短路热效应值，见表3.7-3。同时根据表3.7-2中的“热稳定短路电流”计算得出电抗器可耐受的短路热效应，见表3.7-3。表3.7-3短路电流计算值项目名称实际短路热效应（kA².s）可耐受短路热效应（kA².s）5次滤波通道电抗器后端2.62155.1257次滤波通道电抗器后端7.850210.94511次滤波通道电抗器后端39.2041283.217由表3.5-3可知，我公司所提供的各支路电抗器可耐受短路热效应均大于实际短路时的热效应，满足热稳定校验。3.8母线动热稳定校验3.8.1短路热稳定校验式中S—导体的载流截面（）—短路电流的热效应（）C—与导体材料及发热温度有关的系数，其值见表3-1表3.8-1短路前导体温度为+70时的热稳定系数C值导体材料短路时导体最高允许温度C铜300171铝及铝锰合金20087钢（不和电器直接连接时）40087钢（和电器直接连接时）30060若导体短路前的温度不是+70时，C值可按下式计算或由表3.8-2查得。式中K—常数，铜为，铝为；—常数，铜为235，铝为245：—导体短路前的发热温度（）—短路时导体最高允许温度（），铝及铝锰合金可取200，铜导体取300表3.8-2不同工作温度下C值工作温度（℃）50556065707580859095100105铝锰合金959391898785838179777573硬铜1811791761741711671661641611591571553.8.2短路动稳定校验（1）一般要求导体短路时产生的机械应力一般均按三相短路验算。若在发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中自耦变压器回路中的单相或两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况验算，其验算结果应满足：式中—短路时导体产生的总机械应力（）；—短路时导体相间产生的最大机械应力（）；—短路时同相导体片间相互作用的机械应力（）：—导体材料的允许应力，其值见表3-3.（2）导体短路电动力计算：当三相导体位于同一平面时短路电动力计算式为：=式中F—短路电动力（N）；—短路冲击电流（kA）；—与短路类型相关的系数，见表3-4表3.8-3硬导体最大允许应力（）导体材料铝铜LF-21型铝锰合金管最大允许应力6860137208820注1.对于槽形导体，可能达不到表中数值，选择导体时应向制造部门咨询2.表中所列数值为计及安全系数后的最大允许应力，安全系数一般取1.7（对应于材料破坏应力）或1.4（对应于材料屈服点应力）表3.8-4与短路类型有关的系数短路类型固定分力非周期分力周期分力（50Hz）周期分力（100Hz）时两相短路0.3750.75-1.50.3752.47三相短路，边相导线0.3750.808-1.6160.4332.87三相短路，中相导线00.866-1.7320.8662.86因为，一般情况下，，故两相短路电动力小于三相短路电动力因此动稳定一般应按三相短路计算，三相短路电动力计算式为（3）导体短路时的机械应力计算：1）单片矩形导体的机械应力：矩形导体机械应力计算用数据见矩形铝导体机械计算用数据表及布置的母线的截面系数及惯性半径表。各种形式导体的机械应力计算均应计及动负荷作用下的振动系数。对于三相导体水平布置在同一平面的矩形导体，相间应力按下式计算：式中—绝缘子间跨距（cm）；相间距离（cm）；相间距离（cm）；W—导体的截面系数（），见矩形铝导体机械计算用数据表及不同形状和布置的母线的截面系数及惯性半径表；—振动系数。绝缘子最大允许跨距为：简化式为式中K—随导体材料与截面而定的系数，三相导体水平排列时可由矩形铝导体机械计算用数据表查得。3.8.3校验结果各母线及滤波支路的母排采用铜排，铜排规格及校验结果如下：开关柜额定电流（A）最大短路电流（kA）铜母排规格（mm*mm）动稳定校验结果热稳定校验结果开关柜103237.1100*8满足满足5次支路29537.150*5满足满足7次支路29537.150*5满足满足11次支路44237.150*5满足满足3.9损耗计算报告3.9.1FC损耗计算说明FC装置的损耗，主要包括电抗器损耗和电容器组损耗。在损耗评估的计算中，配电装置、母线、电缆、线夹、连接件等的损耗没有包括在内，并忽略了与谐波电流相关的损耗。电抗器损耗值，由生产厂家提供，详细见附表3.9-1。电容器的损耗计算和其介质损耗角正切值有关。其损耗计算方法为：3.9.2FC损耗计算结果附表3.9-1单套FC的损耗序号电抗器损耗（三相,kW）电抗器损耗比（kW/kvar）电容器损耗（三相,kW）电容器介质损耗角正切值合计(kW)5次滤波通道7.9940.0331.4990.000259.4937次滤波通道3.5630.0291.4990.000255.06211次滤波通道2.4320.0332.2490.000254.681合计13.989/5.247/19.236由上表可知我公司所提供的每套FC装置的电抗器总损耗为13.989KW，其中损耗比最大值为0.033，满足≤0.04的技术要求，电容器的介质损耗角为0.00025，满足≤0.0003的要求。3.10设备选型报告3.