1、技術(shù)方案總體說明寧夏佳盛遠(yuǎn)達(dá)鋁鎂新材料有限公司整流機(jī)組濾波補(bǔ)償裝置是依據(jù)招標(biāo)文件提供的技術(shù)參數(shù)，并且參考了同等規(guī)模、同類負(fù)荷項(xiàng)目的基礎(chǔ)上經(jīng)進(jìn)一步優(yōu)化得出,主要參考工程如下：工程名稱生產(chǎn)規(guī)模補(bǔ)償繞組電壓（kV）安裝容量（kvar）機(jī)組數(shù)量（套）電解槽系列電流（KA ）杭州錦江集團(tuán)寧夏寧東鋁業(yè)年產(chǎn)30萬噸9.5264006400青海鑫恒水電開發(fā)有限公司年產(chǎn)60萬噸 共兩期28258007430中電投青銅峽邁科鋁 業(yè)有限公司年產(chǎn)31萬噸22276006400一、本技術(shù)方案的特點(diǎn)（1）無功補(bǔ)償量的確定參考了上述項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，確保不欠補(bǔ)也不過補(bǔ)。本方案設(shè) 計(jì)單機(jī)組總安裝容量26000kvar，基波補(bǔ)償容量

2、19700kvar。（2） 濾波裝置設(shè)5次、7次以及11次高通濾波支路，其中5、7次單調(diào)諧支路以 補(bǔ)償為主，同時(shí)防止11次以下非特征諧波放大，11次（高通）作為主濾波通道， 以濾除12脈特征諧波。（3）濾波裝置采用雙星型中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)，該保護(hù)方式可以很靈敏地檢測(cè)出電容器內(nèi)部故障。同時(shí)在濾波支路中加裝避雷器和中性點(diǎn)避雷器，以消除由于電容器投切過程中產(chǎn)生的過電壓，保護(hù)第三繞組系統(tǒng)及電容器裝置使其免受到過電壓 的沖擊。（4）裝設(shè)濾波補(bǔ)償成套裝置后，公共考核點(diǎn)電能質(zhì)量能夠達(dá)到如下指標(biāo)：濾波補(bǔ)償裝置在電解系列電流 500 KA運(yùn)行時(shí)，以及在8臺(tái)機(jī)組和7臺(tái)機(jī)組運(yùn) 行，以及全系列和半系列運(yùn)行時(shí)，整流機(jī)

3、組注入電網(wǎng)的諧波電流及諧波電壓畸變率 應(yīng)滿足GB/T14549-93國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。電壓總諧波畸變率 THDuC 1%允許注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求考核。在8套機(jī)組運(yùn)行時(shí)，整流裝置的總功率因數(shù)為0.95，任何運(yùn)行情況下總功率 因數(shù)1;在7套機(jī)組運(yùn)行時(shí)，整流裝置的總功率因數(shù)為 0.90，在任何情況下運(yùn) 行均不會(huì)產(chǎn)生諧振。不損壞電容器等設(shè)備。濾波通道設(shè)置5次、7次、11次共3個(gè)濾波通道，滿足在任何運(yùn)行方式（8套 寧夏佳盛遠(yuǎn)達(dá)鋁鎂新材料有限公司整流機(jī)組濾波補(bǔ)償裝置技術(shù)方案機(jī)組運(yùn)行或7套機(jī)組運(yùn)行）時(shí)，供電系統(tǒng)均不發(fā)生諧振，且諧波含量均滿足本技術(shù) 要求中“允許注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允

4、許值”要求。二、本次方案針對(duì)鋁廠的特殊考慮1、針對(duì)國(guó)內(nèi)電解鋁行業(yè)整流變第三繞組發(fā)生事故較多的現(xiàn)象，本方案采取以下措施來保證第三繞組的安全性。裝設(shè)諧波保護(hù)單元，當(dāng)檢測(cè)諧波電流超過設(shè)計(jì)整定值時(shí)跳開電容器。安裝PT柜，設(shè)相對(duì)地接地保護(hù)，發(fā)生相對(duì)地接地故障時(shí)先跳開電容器裝置， 如果故障未消除再跳開主變開關(guān)。在濾波裝置各支路中裝設(shè)避雷器及中性點(diǎn)避雷器，消除投切電容器時(shí)作用在 整個(gè)第三繞組系統(tǒng)的操作過電壓。2、關(guān)于電壓升高對(duì)第三繞組的影響考慮裝入補(bǔ)償裝置后第三繞組電壓的抬升，若投入26000kvar后，在額定檔位時(shí) 變壓器計(jì)算得短路阻抗 X13=0.356。lc=26000/24/1.732=625A;

5、U= Ic*X13=0.356 *625 223V;所以，第三繞組實(shí)際電壓按 24.23kV考慮，本次方案設(shè)計(jì)的仿真計(jì)算均按照 24.23的系統(tǒng)電壓進(jìn)行。3、關(guān)于強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備的影響由于距電容器較近處有 500kA直流強(qiáng)磁場(chǎng)電源，我公司提供設(shè)備采取如下措 施：電容器采用不銹鋼外殼，電容器框架、圍欄及其附件采用低導(dǎo)磁材質(zhì)，避免形 成電磁環(huán)流。在二次回路中增加屏蔽線，我公司為設(shè)備配套的開關(guān)柜及 PT柜均采 用磁屏蔽措施，保護(hù)模塊單獨(dú)置于保護(hù)屏體內(nèi)。目錄第一部分系統(tǒng)分析 31.1負(fù)荷特性分析 31.1.1鋁電解負(fù)荷性質(zhì)和供電要求 31.1.2整流裝置諧波成因分析 31.1.3整流裝置諧波危害 41.2

6、項(xiàng)目工程概況（用戶提供） 41.3治理前諧波電流仿真分析 6第二部分方案設(shè)計(jì) 92.1引用標(biāo)準(zhǔn) 92.2無功補(bǔ)償量計(jì)算 102.4濾波器設(shè)計(jì) 102.4.1 濾波裝置設(shè)計(jì)原則 102.4.2濾波裝置工作原理112.4.3主要元器件技術(shù)參數(shù)及技術(shù)要求 132.5濾波后電能質(zhì)量仿真分析 162.5.1治理后功率因數(shù) 162.5.2治理后諧波電流 162.5.3波形仿真172.5.4濾波器容量及安全性能校驗(yàn)17第三部分供貨清單 錯(cuò)誤！未定義書簽。第四部分 其他 錯(cuò)誤！未定義書簽。附件1企業(yè)簡(jiǎn)介 錯(cuò)誤！未定義書簽。附件2主要業(yè)績(jī)及圖片 錯(cuò)誤！未定義書簽。附件3質(zhì)量保證體系 錯(cuò)誤！未定義書簽。附件4質(zhì)量

7、和售后服務(wù)等的承諾 錯(cuò)誤！未定義書簽。第一部分系統(tǒng)分析1.1負(fù)荷特性分析1.1.1鋁電解負(fù)荷性質(zhì)和供電要求按生產(chǎn)過程，鋁電解屬于熔鹽電解，依靠不斷地供給電解槽以直流電能，在1000C左右將包括氧化鋁的電解質(zhì)進(jìn)行加熱和電解，生成的熔融鋁沉于電解槽下 部，連續(xù)不斷的輸入直流電流方能保持電解槽正常生產(chǎn)所需要的槽溫。當(dāng)降低直流電流時(shí)，將引起槽溫下降，因而破壞槽子的熱平衡，此時(shí)浮于上部的氧化鋁將開始 下沉槽底結(jié)疤，槽子的電阻值增大，槽電壓升高，陽極效應(yīng)增多，槽子處于病態(tài)， 嚴(yán)重時(shí)電解不可能正常進(jìn)行，因而工藝生產(chǎn)要求恒定的直流電流。 直流電流大幅度 的波動(dòng)或降低，不但將破壞電解槽的正常生產(chǎn)，而且會(huì)造成槽子

8、局部過熱。當(dāng)發(fā)生 全停電事故時(shí)，如停電一個(gè)小時(shí)，除產(chǎn)生上述大幅度電流波動(dòng)的嚴(yán)重影響外，還因電解槽逐漸冷卻而危及槽子的正常壽命。 鋁電解負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，因此設(shè)計(jì)鋁電解 廠供用電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的選擇，必須考慮到在檢修和一般故障情況下不得影響鋁 電解的正常生產(chǎn)，不應(yīng)降低負(fù)荷和電解電流等。1.1.2整流裝置諧波成因分析變流裝置是電網(wǎng)的主要非正弦受電設(shè)備。即使電網(wǎng)供電電壓為理想正弦波，由于整流閥的單向?qū)щ娮饔茫谡聪螂妷鹤饔孟缕潆娮柚靛娜徊煌?，因而整流裝置從交流電力系統(tǒng)取用的電流也是非正弦的。這種非正弦電流波形，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)、 整流裝置相數(shù)、接線和運(yùn)行條件的不同而發(fā)生很大的畸變。將這些電流波形按照傅

9、氏級(jí)數(shù)可以分解為基波及一系列不同頻率和振幅的諧波，但通常不包含直流分量。 因此整流裝置是從電力系統(tǒng)取用諧波電流的受電設(shè)備。整流裝置從電網(wǎng)中取用的非正弦電流，流經(jīng)系統(tǒng)中包括發(fā)電機(jī)、輸電線、變壓 器在內(nèi)的各種阻抗元件，必然產(chǎn)生非正弦的電壓，使交流系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的電壓波形也 發(fā)生不同程度的畸變。電壓畸變的程度取決于整流裝置容量與電網(wǎng)容量的相對(duì)比值 以及供電系統(tǒng)對(duì)諧波頻率的阻抗?；兊碾妷悍催^來對(duì)整流裝置從系統(tǒng)中取用大的 電流波形又有影響，因而諧波電流和諧波電壓相伴而生，相互影響。整流裝置直流側(cè)輸出電壓和電流， 亦非理想的直流平滑波形，可視為直流分量 及一系列交流諧波分量的綜合。直流分量及交流分量的的大小

10、，取決于整流裝置運(yùn) 行條件、相數(shù)、接線方式、系統(tǒng)參數(shù)等一系列因素。一般情況下，整流裝置靠近直 流負(fù)荷，除高壓直流輸電及直流牽引網(wǎng)絡(luò)外，直流側(cè)諧波較交流側(cè)諧波影響面小。1.1.3整流裝置諧波危害諧波作為電網(wǎng)的污染源，對(duì)電網(wǎng)及電力設(shè)備的侵害表現(xiàn)在諸多方面：對(duì)變壓器的影響諧波電流增加變壓器銅損、鐵損，使變壓器溫度上升，影響其絕緣能力，并造 成容量裕度減小。諧波也可能引起變壓器繞組及線間電容之間的共振，及引起鐵心磁通飽和或歪斜，而產(chǎn)生噪聲。對(duì)電力電容器的影響隨著諧波電壓的增高，會(huì)加速電容器的老化，使電容器的損耗系數(shù)增大、附加 損耗增加，從而容易發(fā)生故障和縮短電容器的壽命； 另一方面，電容器的電容與電

11、網(wǎng)的感抗組成的諧振回路的諧振頻率等于或接近于某次諧波分量的頻率時(shí)， 就會(huì)產(chǎn) 生諧波電流放大，使得電容器因過熱、過電壓等而不能正常運(yùn)行。對(duì)電力電纜的影響在導(dǎo)體中非正弦波電流產(chǎn)生的熱量與具有相同均方根值的純正弦波電流相比 較，非正弦波有較高的熱量，該額外溫升是由眾所周知的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)引起 的，而這兩種現(xiàn)象取決于頻率及導(dǎo)體的尺寸和間隔。這兩種效應(yīng)如同增加了導(dǎo)體的交流電阻，進(jìn)而導(dǎo)致線路損耗增加。此外，諧波還會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作， 使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對(duì)于 電力系統(tǒng)外部，諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。1.2項(xiàng)目工程概況（用戶提供）1.2.1使用的環(huán)境條件海拔高度：1230 米年

12、平均環(huán)境溫度:9.2 C最熱月平均氣溫:23.4 C最冷月平均氣溫:-7.4 C極端最咼氣溫：39.5 C極端最低氣溫：-26.9 C平均相對(duì)濕度：9.2%年平均降雨量：222.9mm日最大降雨量：77.8mm年平均蒸發(fā)量：2055.3mm最大凍土深度：80 cm最大瞬時(shí)風(fēng)速：38m/s年平均風(fēng)速： 2.9m/s主導(dǎo)風(fēng)向：W和ENE靜風(fēng)頻率：25%安裝方式：戶內(nèi)安裝，安裝面積 20mX14.5m單套）1.2.2接入電源系統(tǒng)參數(shù)（1）鋁廠330KV母線處：1）工作電壓： W=330+10%,-5%kV頻率=500.5Hz2）系統(tǒng)短路參數(shù)：鋁廠330kV母線處，短路容量為*MVA。3）頻率：50

13、0.5Hz（2） 鋁廠電源公共連接點(diǎn)的用電協(xié)議容量：XXX MVA鋁廠電源公共連接點(diǎn)的供電設(shè)備容量：XXX MVA（3）整流變?cè)O(shè)備參數(shù)1）型號(hào) ZHSFPTB-148.4MVA/330ky 整流機(jī)組共 8 組.2）每臺(tái)機(jī)組的參數(shù)如下：機(jī)組通過容量148.4MVA單機(jī)組額定直流電流2X39KA補(bǔ)償繞組容量42 MVA補(bǔ)償繞組電壓24 kV3）每機(jī)組12相整流，8機(jī)組組成等效96相脈波。4）整流機(jī)組阻抗機(jī)組的各級(jí)容量阻抗由整流變壓器中標(biāo)廠家提供。運(yùn)行方式：方式：8臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行；方式：7臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行。（4）電解工藝慨況電解槽數(shù)：總數(shù)量366臺(tái)，其中備用槽8臺(tái)； 5 寧夏佳盛遠(yuǎn)達(dá)鋁鎂新材料有限公司

14、整流機(jī)組濾波補(bǔ)償裝置技術(shù)方案系列正常電流：500kA飽和電抗器控制深度：70 V額定系列電壓：1650 V槽平均電壓：3.93 V1.2.3治理后要求達(dá)到的電能質(zhì)量指標(biāo)（1）濾波補(bǔ)償裝置在電解系列電流 500 KA運(yùn)行時(shí)，以及在8臺(tái)機(jī)組和7臺(tái)機(jī)組運(yùn) 行，以及全系列和半系列運(yùn)行時(shí)，整流機(jī)組注入電網(wǎng)的諧波電流及諧波電壓畸變率 應(yīng)滿足GB/T14549-93國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。電壓總諧波畸變率 THDuC 1%允許注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求考核。（2）在8套機(jī)組運(yùn)行時(shí)，整流裝置的總功率因數(shù)為 0.95，任何運(yùn)行情況下總功 率因數(shù)1;在7套機(jī)組運(yùn)行時(shí)，整流裝置的總功率因數(shù)為 0.90，在

15、任何情況下 運(yùn)行均不會(huì)產(chǎn)生諧振。不損壞電容器等設(shè)備。（3）濾波通道設(shè)置5次、7次、11次共3個(gè)濾波通道，滿足在任何運(yùn)行方式（8 套機(jī)組運(yùn)行或7套機(jī)組運(yùn)行）時(shí)，供電系統(tǒng)均不發(fā)生諧振，且諧波含量均滿足本技 術(shù)要求中“允許注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值”要求。（4）電容器采用雙星型聯(lián)接，并設(shè)中性點(diǎn)不平衡電流互感器。13治理前諧波電流仿真分析整流設(shè)備在理想情況下，流經(jīng)調(diào)壓變壓器的諧波電流只有12K1次特征諧波（K 為整數(shù)）。8套機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)，流入330kV母線的諧波電流只有96 K 次特征諧 波；1套機(jī)組檢修，7套機(jī)組運(yùn)行時(shí)，流入330kV母線的諧波電流則有12K1次特 征諧波。實(shí)際上由于系統(tǒng)運(yùn)行存

16、在諸多因素的偏差，亦存在一定比例的其他非特征次諧波。諧波電流計(jì)算方法如下所示：理論計(jì)算公式：:, 的計(jì)算（參考硅整流所電力設(shè)計(jì) P238-P239）cos（：）= cos： -2 Kx xH id* Ud*Ud 二亠-cos： -Kx Xh Id U dio二 arccos(Jd Kx Xh Id)二 arccosU d - Kx Xh Id）-:Kx :換相電抗直流電壓降相對(duì)值計(jì)算系數(shù)，對(duì)于三相橋式接線Kx=1/2=0.5XH :換相電抗，即系統(tǒng)電抗（以調(diào)壓整流變壓器容量為基準(zhǔn)）和調(diào)壓整流變壓器短路阻抗之和*Si*Xh - XzSdxSj :調(diào)壓整流變壓器容量Sdx:系統(tǒng)短路容量X；:調(diào)壓整

17、流變壓器短路阻抗id :電流標(biāo)么值dI dN9KXeX也 P丁UdN“1+：0才+ + SNsUtm + 送 U 理想空載電壓：Udio型 邑COSGmJl b/100)系統(tǒng)短路容量：Sdx 36 Imin網(wǎng)側(cè)基波電流的有效值：(GB/T3859.2-93 P28)等效 IEC146-1-2(1991)hC， )“L J二3壬，_)sin 2 cos(2爲(wèi) 沁)1 2 cos：cosP ； ；2 - cos： - cosM “ 2 | |r網(wǎng)側(cè)線電壓I IIL - 3 dL L閥側(cè)正在換相的換相組 間的電壓2 |網(wǎng)側(cè)線電壓I.3 d閥側(cè)線電壓（對(duì)三相橋式電路）式中：IL=J|匯丨d:控制角：換

18、相角也叫做重疊角諧波電流頻譜計(jì)算（參考 GB/T3859.2-93 P30）等效IEC146-1-2（1991）Ja2+b2 cos(2a + Y)n cos：-cos以亠In = IlL其中丄S）n 1,1. (n +1)bsinn 122、經(jīng)驗(yàn)公式In = ：匕 :-:工程經(jīng)驗(yàn)值n我公司取值時(shí)取兩者的大值，經(jīng)計(jì)算，結(jié)果如下：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體變流器與供電系統(tǒng)的兼容及干擾防護(hù)導(dǎo)則（GB/T10236-2006）中針對(duì)整流機(jī)組諧波電流估算的計(jì)算方法以及我公司對(duì)大量同類行業(yè) 諧波源的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)修正，估算出的1臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)流入330kV側(cè)的諧波量的主要諧波電流發(fā)生量見表 1-1。表1-1

19、1臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)主要諧波電流值諧波次數(shù)57111317192325諧波電流（A）（折算至24kV側(cè)）604313610723152120諧波電流（A）（折算至330kV側(cè)）4.43.19.97.81.71.11.51.5注：在理想情況下，12脈波整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)向電網(wǎng)側(cè)注入的諧波電流只含有 12K 1次特征諧波（K為整數(shù)）。但在實(shí)際運(yùn)行中由于各種非理想因素（電網(wǎng)電壓 不平衡，觸發(fā)延遲角不對(duì)稱等）的存在，不可避免的產(chǎn)生非特征次數(shù)諧波。根據(jù)我 公司對(duì)大量同類性質(zhì)諧波源的測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)來看，12脈波整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)除特征諧波11次、13次、23次、25次諧波電流較大外，非特征諧波 5次、7次、17次、

20、19次諧波電流也有一定程度的存在。寧夏佳盛遠(yuǎn)達(dá)鋁鎂新材料有限公司整流機(jī)組濾波補(bǔ)償裝置技術(shù)方案第二部分方案設(shè)計(jì)2.1引用標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)配置、設(shè)備制造遵守但不低于現(xiàn)行的、最新版本的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及原電力部制定有關(guān)技術(shù)規(guī)范，國(guó)標(biāo)未列部分參照IEC標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，有關(guān)國(guó)標(biāo)及規(guī)范如下：IEC 60255保護(hù)繼電器IEC289電抗器IEC 60060咼壓試驗(yàn)技術(shù)IEC60289電抗器IEC60044- 1電流互感器IEC60044-2電壓互感器IEC60794光纖電纜IEC60255套管IEC60185絕緣子選擇IEC60129隔離開關(guān)和接地開關(guān)IEC60099避雷器GB3309咼壓開關(guān)設(shè)備常溫下的機(jī)械試驗(yàn)GB311.2

21、6咼電壓試驗(yàn)技術(shù)GB311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合GB2900電工名詞術(shù)語GB1985交流咼壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)GB1984交流咼壓斷路器GB191包裝貯運(yùn)標(biāo)志GB156額定電壓GB156標(biāo)準(zhǔn)電壓GB1208電流互感器GB1207電壓互感器GB11022高壓開關(guān)設(shè)備通用技術(shù)條件GB10229電抗器GB 16836量度繼電器和保護(hù)裝置安全設(shè)計(jì)的一般要求GB 14285繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程GB50062電力裝置的繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB12325-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB50227-95并聯(lián)電容裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB3983.2-89咼電壓并聯(lián)電容DL/T604-1996

22、高電壓并聯(lián)電容器裝置定貨技術(shù)條件IEC871-1 (1987)額定電壓600V以上交流電力系統(tǒng)用并聯(lián)電容器GB1111-89高壓并聯(lián)電容器裝置2.2無功補(bǔ)償量計(jì)算根據(jù)366臺(tái)電解槽、槽平均電壓3.93V、系列電流500kA計(jì)算330kV側(cè)母線 總有功功率 P=366*500*3.93=719190kW。根據(jù)前述相同規(guī)模工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)值及我公司測(cè)試統(tǒng)計(jì)規(guī)律，確定自然功率因數(shù)為0.88。8臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)：功率因數(shù)由0.88補(bǔ)償至0.95,總補(bǔ)償容量為Q =719.19 X（tg%tg篤）=152Mvar,所以單機(jī)組補(bǔ)償量為：152=19Mvar為保證8機(jī)組運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)不小于0.95,還應(yīng)考慮一定余

23、量，因此，在仿 真計(jì)算中，補(bǔ)償容量要大于19Mvar，且保證不發(fā)生過補(bǔ)償。經(jīng)過仿真計(jì)算，本次 補(bǔ)償容量選取19.7Mvar，總無功補(bǔ)償容量為19.7*8=157.6Mvar，功率因數(shù)可以達(dá) 到0.952,完全滿足招標(biāo)技術(shù)要求8機(jī)組運(yùn)行下功率因數(shù)0.95的技術(shù)要求。當(dāng)7臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)，有功功率仍保持 719190kW，總無功補(bǔ)償容量為19.7Mvar*7=137.9Mvar，此時(shí)的功率因數(shù)為0.945,完全滿足招標(biāo)技術(shù)要求 7機(jī)組 運(yùn)行下功率因數(shù)0.90的技術(shù)要求。2.4濾波器設(shè)計(jì)2.4.1濾波裝置設(shè)計(jì)原則1）設(shè)計(jì)的濾波器兼具吸收諧波及無功補(bǔ)償?shù)碾p重作用；2）濾波器投入后保證PCC點(diǎn)的各項(xiàng)諧波

24、指標(biāo)滿足國(guó)標(biāo)要求;3）考核點(diǎn)計(jì)費(fèi)點(diǎn)月平均功率因數(shù)滿足用戶要求，且不過補(bǔ)；4）仿真計(jì)算濾波器投入后不與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，即在各種運(yùn)行方式下諧振 點(diǎn)不在整數(shù)次諧波頻率下。5）進(jìn)行濾波器過電流、過電壓安全性能的校核。6）以最經(jīng)濟(jì)的投資來實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目濾波器的技術(shù)、安全指標(biāo)。2.4.2濾波裝置工作原理高壓無源濾波裝置一般由多條單調(diào)諧濾波支路和1條高通濾波支路組成，其等效原理圖如圖2-1所示。例如要濾除5、7、11次特征諧波，則只要將各支路的電 容電感參數(shù)分別調(diào)諧到250、350及550HZ稍下的頻率，其每條支路在各自的調(diào)諧 頻率上總阻抗接近為零（至少遠(yuǎn)小于系統(tǒng)阻抗），此時(shí)諧波電流就只流入濾波支路 而不流入

25、系統(tǒng)，從而達(dá)到濾波的目的。諧波源H5 H7 H11 濾波器圖2-1濾波裝置工作原理圖濾波裝置工作原理等效圖如圖2-2所示。調(diào)壓變壓器等效阻抗系統(tǒng)等效阻抗氣Xs X2X1V X諧波源I_I5 H7 H11 濾波器圖2-2濾波裝置工作原理等效圖圖2-2中，諧波源為整流機(jī)組所產(chǎn)生的諧波電流，可視為電流源；濾波器為所設(shè)計(jì)的濾波裝置，其主要有5次、7次及11次（高通）3支路組成；X1、X2、X3 分別為調(diào)壓變?nèi)齻€(gè)繞組的等效短路阻抗值，Xs為調(diào)壓變高壓進(jìn)線側(cè)等效短路阻抗 值。由圖2-1、圖2-2對(duì)比可知，調(diào)壓變繞組等效短路阻抗 XI、X3對(duì)諧波電流流 向有一定的影響，其中X1、X2、X3三個(gè)參數(shù)可由阻抗電

26、壓百分?jǐn)?shù) U12（%）、U13（%）、U23（%）計(jì)算得到，通過計(jì)算并參考同類項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)可知，在大多數(shù)情況下XI、X3是系統(tǒng)阻抗的數(shù)倍，所以可認(rèn)為影響諧波分配的主要因素為調(diào)壓變等效阻 抗X1和X3，當(dāng)X1大于X3時(shí)改善濾波效果，當(dāng)X1小于X3時(shí)降低濾波效果。XI、X2、X3計(jì)算方法如下：對(duì)于三繞組變壓器而言，繞組兩兩間短路電壓百分比與各繞組短路電壓百分比 存在以下關(guān)系：5% =5%+6% 心23% =U2%+U3% U31% =u3% + 5%將上式轉(zhuǎn)換后，可得各繞組短路電壓百分比為: iU!% =?(U!2%+U31%_U23%)1U2% =_(U12%+U23%_U31%)21U3% =?(

27、U23%+U31%U12%)由各繞組短路電壓百分比可求得可繞組短路阻抗為:U1% 4.5%的電抗器，其電抗值的容許偏差為 0+5%KW 1%勺電抗器，其電抗值的容許偏差為 0+10%每相電抗值不超過三相平均值的土 1%f）溫升：電抗器在額定電流下的平均溫升應(yīng)滿足相應(yīng)的國(guó)標(biāo)要求。g）額定電流時(shí)損耗：干式空心式不大于 0.04W/var （75C）。h） 穩(wěn)態(tài)過電壓：電抗器應(yīng)能在工頻加諧波電壓峰值為3/ V2倍額定端電壓下連續(xù) 運(yùn)行。i ）穩(wěn)態(tài)過電流：電抗器可以在允許在 1.35倍額定電流下長(zhǎng)期運(yùn)行。j ）電抗器為垂直安裝，對(duì)各支路的諧振頻率附近三相電抗值偏差應(yīng)小于1%。k）電抗器運(yùn)行電壓24 K

28、V，對(duì)地絕緣滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。l ）電抗器運(yùn)行時(shí)噪音小于65分貝。m連接主母線為鋁母線；所有支撐絕緣子應(yīng)為防污型。2.4.3.3高壓開關(guān)柜要求a）采用35kV SF6專用于投切容性負(fù)荷的斷路器。b） 安裝方式為：戶內(nèi)安裝，35 KV（SF6）斷路器采用阿爾斯通斷路器。（阿海琺FP4031Cc）斷路器除滿足一般斷路器的技術(shù)條件外，且符合線路要求：合閘時(shí)觸頭不彈跳、熔焊；分閘時(shí)不重?fù)舸?；有承受合閘涌流的能力；采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，220V DC直流電源供電；投切容性電流的能力不小于800A開斷電流為25kA；2.4.3.4繼電保護(hù)及測(cè)控裝置含電流保護(hù)、電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、諧波保護(hù)及電流、電壓、功

29、率因素 測(cè)量等裝置。2.4.3.5 控制濾波裝置的控制主要由PT柜、開關(guān)柜組成。1）PT柜一一PT柜主要用來檢測(cè)單相接地保護(hù)信號(hào)、 過電壓與欠電壓保護(hù)信 號(hào)，當(dāng)此三類保護(hù)信號(hào)超出預(yù)設(shè)保護(hù)值時(shí)，PT柜發(fā)出控制信號(hào)跳開濾波器組的 斷路器。2）開關(guān)柜一一開關(guān)柜主要用來實(shí)現(xiàn)濾波器組正常運(yùn)行及異常運(yùn)行情況下的 投切控制。2.4.3.6 保護(hù)1）單相接地保護(hù)一一單相接地保護(hù)主要通過 PT柜來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)PT柜檢測(cè)到單相接地信號(hào)時(shí)先跳開濾波器組的斷路器，如果接地信號(hào)仍未消除，說明故障點(diǎn) 在調(diào)壓變第三繞組出線端與濾波器開關(guān)柜之間，此時(shí)再跳開整流變一次側(cè)的斷路器。2）諧波保護(hù)一一諧波保護(hù)模塊主要用來檢測(cè)和控制流入濾

30、波器組的諧波電 流是否在安全范圍之內(nèi)。如果超出預(yù)設(shè)保護(hù)值，則其發(fā)出信號(hào)跳開濾波器組的斷 路器，以免第三繞組因流過它的非特征諧波過大而導(dǎo)致其發(fā)熱嚴(yán)重?fù)p毀，諧波保 護(hù)模塊安裝在保護(hù)屏內(nèi)。3）過流與速斷保護(hù)一一過流與速斷保護(hù)主要由安裝于開關(guān)柜內(nèi)的電流互感 器來提供檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到濾波裝置電流超出過流、速斷限值時(shí)，發(fā)出控制信 號(hào)跳開濾波器組的斷路器。4）過電壓與欠電壓保護(hù) 過電壓與欠電壓主要由安裝于 PT柜內(nèi)的電壓互 感器來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)檢測(cè)到第三繞組電壓超出過電壓、欠電壓限值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào) 跳開濾波器組的斷路器。5）操作過電壓保護(hù)一一在濾波器組中加裝避雷器及中性點(diǎn)避雷器，用以限 制濾波器組投入時(shí)作用在

31、調(diào)壓變第三繞組上的操作過電壓。6） 中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)（雙星差流保護(hù)）中性點(diǎn)不平衡保護(hù)主要用 來檢測(cè)電容器內(nèi)部是否有故障發(fā)生。當(dāng)檢測(cè)到不平衡電流值超出預(yù)設(shè)保護(hù)值時(shí)， 發(fā)出信號(hào)跳開濾波器組的斷路器。 中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)主要由中性點(diǎn)電流互感 器提供檢測(cè)信號(hào)，其安裝于電容器框架上。7）熔絲保護(hù)一一選用帶內(nèi)熔絲電容器，當(dāng)內(nèi)部小單元出現(xiàn)故障時(shí)，熔絲熔 斷，切除掉此單元。2.5濾波后電能質(zhì)量仿真分析2.5.1治理后功率因數(shù)補(bǔ)償后功率因數(shù)運(yùn)行方式總補(bǔ)償無功（KVAR）補(bǔ)償后功率因數(shù)8機(jī)組運(yùn)行1576000.9520.957機(jī)組運(yùn)行1379000.9450.90通過上表可以看出，我公司設(shè)計(jì)的濾波器投運(yùn)后，

32、功率因數(shù)滿足用戶提出的要 求，并且不發(fā)生過補(bǔ)。2.5.2治理后諧波電流根據(jù)前述諧波電流估算情況，對(duì)裝設(shè)濾波補(bǔ)償裝置后系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析得出：裝設(shè)濾波補(bǔ)償裝置后每臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)濾波器側(cè)及流入330kV側(cè)的主要諧波電流見下表：次數(shù)諧破電流疣入系簸前丸 一組）T次C 一粗）21 7* T.734.2298.1T36.330537* 9.4391,8915T611.021943* 12 1321.2811.8BT72.96SS560*41.59606245.731362* 16 552811.567614.531411.7SO3T43* 1L 12381.025230_ 2582,6991&2.S*

33、2 3386.56262. 63923.043S92 .5022.3548L0683.922L02* .3959.065416311.832511136* 42.0183.0952.213794. 1133121.6* .5815.02260475.943131OT拿 42.46042.38264.TTT157. 3806L41 42*5954.03080754.7101151.33* .5793.C41.0TTT.6318L6L 25* .55980417.(J7T4.57091T23* 10 5212.61091. 482910. 1849L1 11* 5160407.0T3547911915* 7. 0688.56761.0156.3484201* .47630387.066T41612195* .4566.0375.&6.3897229* .43580361.0632.3672321* 10.2354.85391.4869B.4236輕63* .4067.0341.0591.32992S20* 9 S493829BL4337.88661臺(tái)整流機(jī)組運(yùn)行時(shí)主要諧波電流值（圖中流入系統(tǒng)電流值為折算至 24kV的諧波