電能質(zhì)量治理技術(shù)探討北京電力自動化設(shè)備有限公司劉雪偉主講內(nèi)容公司簡介諧波概述產(chǎn)品介紹應(yīng)用案例北京電力自動化設(shè)備有限公司簡介北京電力自動化設(shè)備有限公司成立于1971年,座落于北京市海淀區(qū)西直門外，隸屬于中國能建集團(tuán)裝備有限公司，主要從事電力系統(tǒng)自動化設(shè)備、智能電網(wǎng)電力電子設(shè)備、清潔能源利用的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售，為電力行業(yè)、大型煤炭、冶金等用戶提供提高電能質(zhì)量以及電力系統(tǒng)優(yōu)化的整體解決方案。北京電力自動化設(shè)備有限公司簡介

北電自動化實(shí)施人性化管理，經(jīng)營暖心工程，切實(shí)維護(hù)、照顧好員工的利益。北京電力自動化設(shè)備有限公司簡介

裝配車間、機(jī)電車間北京電力自動化設(shè)備有限公司簡介面向市場和企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，北電自動化公司堅(jiān)持自主創(chuàng)新，產(chǎn)品分為四大類：工業(yè)自動化產(chǎn)品：集中控制系統(tǒng)、傳動類控制系統(tǒng)等；變電自動化產(chǎn)品：繼電保護(hù)裝置、小電流接地系統(tǒng)等；電能質(zhì)量產(chǎn)品：靜止無功發(fā)生器SVG、有源電力濾波器APF、高低壓FC型濾波及無功補(bǔ)償裝置等；電能替代類產(chǎn)品：充電樁、岸電電源等。諧波概述-諧波的定義與產(chǎn)生源頭在非線性負(fù)載上加理想正弦電壓，但流過的電流是非正弦的，電流波形發(fā)生畸變。因此，非線性設(shè)備是電力系統(tǒng)諧波源。右下圖表明畸變波形可用正弦波形的疊加表示。對正弦波做傅里葉級數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量稱為基波頻率大于基波的分量稱為諧波。不間斷電源UPS計算機(jī)充電器音像設(shè)備變頻空調(diào)晶閘管調(diào)光設(shè)備電子節(jié)能燈等

變頻調(diào)速器直流調(diào)速系統(tǒng)整流設(shè)備中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備晶閘管溫控加熱設(shè)備焊接設(shè)備電弧爐電力機(jī)車非線性負(fù)載諧波概述-諧波源諧波概述-諧波的危害諧波影響電動機(jī)效率和正常運(yùn)行，壽命縮短加速電容器老化繼電保護(hù)裝置誤動作容易引起局部諧振影響通信系統(tǒng)的正常工作增加變壓器和線路損耗對電網(wǎng)的影響對電能計量的影響……諧波概述-對用戶的危害設(shè)備產(chǎn)品費(fèi)用支出安全諧波導(dǎo)致系統(tǒng)中電容器的老化、電抗器燒毀、損壞電動機(jī)、危害變壓器產(chǎn)生過熱、損壞通信設(shè)備、加速電纜老化。諧波影響生產(chǎn)線的安全穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，例如：造紙、紡織、流水線、電子元器件生產(chǎn)行業(yè)等。諧波增加線路損耗、導(dǎo)致用戶用電費(fèi)用增加，設(shè)計容量提高。諧波導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的誤動作和拒動作，控制柜無法正常工作，存在諧振危險，增加電火災(zāi)的可能等。APF：有源源電力力濾波波器以絕緣緣柵雙雙極晶晶體管管（InsulatedGateBipolarTransistorIGBT）為主主體，，輔之之以直直流儲儲能環(huán)環(huán)節(jié)、、交流流濾波波環(huán)節(jié)節(jié)等構(gòu)構(gòu)成的的電力力電子子變流流器。。APF本質(zhì)為為可輸輸出任任意電電流的的電流流源。。利用脈脈沖寬寬度調(diào)調(diào)制技技術(shù)產(chǎn)產(chǎn)生諧諧波電電流與與無功功電流流。配電網(wǎng)網(wǎng)無功功補(bǔ)償償與諧諧波治治理的的首選選—APF產(chǎn)品介介紹負(fù)載電電流APF輸出電電流電力系系統(tǒng)電電流APF投入運(yùn)行前前APF投入運(yùn)行后后產(chǎn)品介介紹高壓SVC高壓FC低壓APF整柜高壓電電能產(chǎn)產(chǎn)品高壓SVG低壓電電能產(chǎn)產(chǎn)品低壓SVG柜機(jī)SVG模塊APF模塊產(chǎn)品介介紹有源電電力濾濾波器器（APF）技術(shù)特特點(diǎn)1、數(shù)字字式補(bǔ)補(bǔ)償,并且可可對每每次諧諧波進(jìn)進(jìn)行單單獨(dú)設(shè)設(shè)定；；2、具備備完整整的保保護(hù)裝裝置和和系統(tǒng)統(tǒng)自診診斷功功能；；3、內(nèi)置置無功功補(bǔ)償償功能能；4、可實(shí)實(shí)現(xiàn)與與上位位機(jī)通通訊的的功能能；5、具有有可擴(kuò)擴(kuò)展功功能。。應(yīng)用本產(chǎn)品可廣泛泛應(yīng)用用于企企業(yè)、、商業(yè)業(yè)和機(jī)機(jī)關(guān)團(tuán)團(tuán)體的的供配配電系系統(tǒng)中中。其其主要要應(yīng)用用的行行業(yè)包包括：：電力系系統(tǒng)、、石油油、煙煙草、、化工工、冶冶金、、制藥藥、造造船、、汽車車制造造、電電信、、水泥泥、礦礦山、、電氣氣化鐵鐵路、、造紙紙、精精密機(jī)機(jī)械加加工、、焊接接、紡紡織、、印刷刷、精精密電電子、、半導(dǎo)導(dǎo)體生生產(chǎn)企企業(yè)等等。產(chǎn)品介介紹低壓無無功補(bǔ)補(bǔ)償裝裝置（LSVG）技術(shù)特特點(diǎn)1、具有有自適適應(yīng)能能力，，能動動態(tài)跟跟蹤補(bǔ)補(bǔ)償系系統(tǒng)無無功，，響應(yīng)應(yīng)迅速速，補(bǔ)補(bǔ)償精精準(zhǔn)；；2、不受受系統(tǒng)統(tǒng)或回回路阻阻抗變變化的的影響響；3、補(bǔ)償償容量量適中中，限限制過過壓能能力強(qiáng)強(qiáng)，抑抑制閃閃變，，分相相調(diào)節(jié)節(jié)，損損耗和和噪音音小。。LSVG采用三三電平平技術(shù)術(shù)，適適用于于1kV以下電電力系系統(tǒng)。。SVG是目前前最為為先進(jìn)進(jìn)的無無功補(bǔ)補(bǔ)償裝裝置，，基于于電壓壓源型型逆變變器的的補(bǔ)償償裝置置實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了無無功補(bǔ)補(bǔ)償方方式質(zhì)質(zhì)的飛飛躍。。它不不再采采用大大容量量的電電容、、電感感器件件，而而是通通過大大功率率電力力電子子器件件的高高頻開開關(guān)實(shí)實(shí)現(xiàn)無無功能能量的的變換換。產(chǎn)品介介紹高壓靜靜止無無功發(fā)發(fā)生器器（SVG）技術(shù)特特點(diǎn)高壓靜靜止無無功發(fā)發(fā)生器器采用用鏈?zhǔn)绞浇Y(jié)構(gòu)構(gòu)，損損耗小小，采采用載載波移移相技技術(shù)，，可以以在不不增加加IGBT開關(guān)頻頻率的的條件件下實(shí)實(shí)現(xiàn)有有源濾濾波功功能，，無變變壓器器，具具有占占地面面積小小和后后期維維修易易操作作等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。。靜止無無功發(fā)發(fā)生器器（StaticVarGenerator，SVG）是一一種基基于電電壓源源逆變變器的的無功功功率率調(diào)節(jié)節(jié)裝置置，可可以從從感性性到容容性平平滑地地調(diào)節(jié)節(jié)無功功功率率。其其基本本原理理是將將自換換相橋橋式電電路通通過電電抗器器直接接并聯(lián)聯(lián)在電電網(wǎng)上上，適適當(dāng)?shù)氐卣{(diào)節(jié)節(jié)橋式式電路路交流流側(cè)輸輸出電電壓的的相位位和幅幅值或或者直直接控控制其其交流流側(cè)輸輸出電電流，，就可可以使使該電電路發(fā)發(fā)出滿滿足要要求的的無功功電流流，實(shí)實(shí)現(xiàn)動動態(tài)無無功補(bǔ)補(bǔ)償?shù)牡哪康牡摹ｋ娔苜|(zhì)質(zhì)量治治理典典型案案例1———北京某某機(jī)場場行李李運(yùn)輸輸部測試點(diǎn)點(diǎn)諧波波電流流含量量中，，5次、7次、11次含量量超過過國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，為有效效治理理由變變頻器器產(chǎn)生生的大大量諧諧波，，在行行李托托運(yùn)隧隧道負(fù)負(fù)載處處并聯(lián)聯(lián)安裝裝一臺臺有源源電力力濾波波器。。某大型型機(jī)場場航站站樓行行李托托運(yùn)系系統(tǒng)由由總長長約30km皮帶輸輸送系系統(tǒng)和和38km高速托托盤系系統(tǒng)組組成，，由大大量變變頻器器支撐撐整個個系統(tǒng)統(tǒng)的運(yùn)運(yùn)行。。該系系統(tǒng)中中變頻頻器的的應(yīng)用用導(dǎo)致致產(chǎn)生生大量量諧波波，不不利于于整個個行李李系統(tǒng)統(tǒng)的的的安全全穩(wěn)定定運(yùn)行行。治理效效果從下圖圖中可可以看看出，，加裝裝BPAE系列有有源電電力濾濾波器器可有有效濾濾除電電網(wǎng)中中的諧諧波電電流，，改善善電能能質(zhì)量量。電能質(zhì)質(zhì)量治治理典典型案案例1———北京某某機(jī)場場行李李運(yùn)輸輸部項(xiàng)目結(jié)結(jié)論該大型型機(jī)場場航站站樓行行李托托運(yùn)系系統(tǒng)采采用加加裝BPAE系列有有源電電力濾濾波器器的方方案加加以治治理，，效果果顯著著，有有效濾濾除了了供電電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的的大量量諧波波電流流，使使諧波波電流流含量量符合合國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。經(jīng)多位位專家家論證證，一一致認(rèn)認(rèn)為BPAE系列有有源電電力濾濾波器器運(yùn)行行安全全可靠靠，可可明顯顯改善善電網(wǎng)網(wǎng)電能能質(zhì)量量，降降低設(shè)設(shè)備損損耗、、延緩緩設(shè)備備老化化、減減少因因設(shè)備備故障障而產(chǎn)產(chǎn)生的的較大大經(jīng)濟(jì)濟(jì)損失失，使使得行行李托托運(yùn)系系統(tǒng)的的運(yùn)行行更加加穩(wěn)定定，確確保了了機(jī)場場客運(yùn)運(yùn)工作作的安安全、、有序序進(jìn)行行。電能質(zhì)質(zhì)量治治理典典型案案例1———北京某某機(jī)場場行李李運(yùn)輸輸部由于垃垃圾焚焚燒發(fā)發(fā)電系系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行工工藝的的調(diào)節(jié)節(jié)要求求和降降低廠廠用電電率措措施的的重要要性，，目前前，在在各垃垃圾焚焚燒發(fā)發(fā)電廠廠中變變頻調(diào)調(diào)節(jié)技技術(shù)運(yùn)運(yùn)用十十分廣廣泛，，從而而產(chǎn)生生了大大量諧諧波，，這些些諧波波會對對其他他設(shè)備備產(chǎn)生生干擾擾，影影響了了系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定。。電廠電電流諧諧波含含量比比較大大，其其中5次諧波波、7次諧波波遠(yuǎn)超超國標(biāo)標(biāo)值，，需要要進(jìn)行行治理理，現(xiàn)場安安裝兩兩臺200A的有源源濾波波器，，采用用集中中補(bǔ)償償方式式，即即兩臺臺有源源濾波波器都都安裝裝在變變壓器器的出出口處處。電能質(zhì)質(zhì)量治治理典典型案案例2———廣東某某垃圾圾電廠廠治理效效果電能質(zhì)質(zhì)量治治理典典型案案例2———廣東某某垃圾圾電廠廠母線電電壓波波形治理前前治治理理后電流波波形治理前前治治理理后美國Bricmont的熔保爐美國Wagstaff的DC鑄造機(jī)德國西馬克1+4熱軋機(jī)奧地利EBNER的推進(jìn)式加熱爐德國M?ssner的鋸床意大利Pomini的軋輥磨床一：項(xiàng)項(xiàng)目背背景某企業(yè)業(yè)項(xiàng)目目總投投資70多億元元，采采用國國際一一流的的進(jìn)口口設(shè)備備與先先進(jìn)技技術(shù)，，廠內(nèi)內(nèi)設(shè)備備對供供電系系統(tǒng)的的電能能質(zhì)量量要求求比較較高。。進(jìn)口先先進(jìn)進(jìn)設(shè)設(shè)備。。。。。。。企業(yè)主要產(chǎn)品熱敏印印刷用用PS和CTP版基；；易拉罐罐罐料料；鋁箔坯坯料等等高端端產(chǎn)品品。電能質(zhì)質(zhì)量綜綜合治治理典典型案案例3———山東某某新材材料廠廠二：供供電狀狀況概概述公司總總降變變電站站進(jìn)線線為兩兩路220kV，通過過220kV變電站站Ⅰ#、Ⅱ#主變壓壓器變變?yōu)?0kV供廠內(nèi)內(nèi)使用用，兩兩臺主主變?nèi)萑萘烤鶠?3MVA；總降降低壓壓側(cè)為為10kV出線，，單母母線分分段運(yùn)運(yùn)行方方式，，采用用中性性點(diǎn)不不直接接接地地方式式。下圖為為220kV總降變變電站站10kV系統(tǒng)圖圖：電能質(zhì)質(zhì)量綜綜合治治理典典型案案例3———山東某某新材材料廠廠三：電電能評評估結(jié)結(jié)果本次測測試數(shù)數(shù)據(jù)為為全廠廠負(fù)荷荷15%左右，，若全全廠滿滿負(fù)荷荷運(yùn)行行，10kV電能質(zhì)質(zhì)量將將嚴(yán)重重惡化化，電電能質(zhì)質(zhì)量問問題甚甚至有有可能能影響響220kV母線。。10kV側(cè)諧波波次數(shù)數(shù)以高高次諧諧波為為主，，兼有有三相相不平平衡、、電壓壓閃變變、無無功治治理。。0.4kV供電系統(tǒng)側(cè)側(cè)10kV供電系統(tǒng)側(cè)側(cè)5、7、11、13次諧波無功、閃變、三相不平衡5、7、11、13、23次諧波電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠低壓側(cè)并聯(lián)聯(lián)APF裝置，就地地補(bǔ)償系統(tǒng)統(tǒng)諧波對特殊諧波波或者高次次諧波，采采用APF+FC的方案對某些重要要敏感設(shè)備備，在電源源端加裝串串聯(lián)濾波器器在整流變壓壓器二次側(cè)側(cè)裝設(shè)FC濾波支路四：電能治治理方案0.4kV側(cè)電能質(zhì)量量治理整流變壓器器二次（0.6—3kV）側(cè)電能質(zhì)質(zhì)量治理電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠母線上安裝裝角接靜止止無功發(fā)生生器SVG在10kV母線安裝FC濾波器在每個整流流變壓器進(jìn)進(jìn)線安裝串串聯(lián)電抗10kV側(cè)電能質(zhì)量量治理SVG已成電網(wǎng)和和企業(yè)無功功補(bǔ)償?shù)闹髦髁髟O(shè)備，，在很多場場合取代了了SVC，成為電網(wǎng)網(wǎng)和工業(yè)企企業(yè)進(jìn)行電電能質(zhì)量治治理的首選選方案。FC與SVG混合式使用用，降低了了系統(tǒng)的造造價，特征征諧波濾波波效果明顯顯，F(xiàn)C與SVG互為備用提提高可靠性性。電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠五：容量配配置0.4kV側(cè)電能質(zhì)量量治理APF配置清單電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠序號變壓器名稱負(fù)載類型變壓器容量/MVA配置備注1磨床動力變軋輥磨床1.6APF治理二極管6脈整流2卸料動力變加熱爐變頻電機(jī)0.63APF治理二極管6脈整流3精軋動力變天車及車間公輔1.0APF治理二極管6脈整流4粗軋動力變天車及車間公輔1.0APF治理二極管6脈整流5T01涂層機(jī)列變涂層機(jī)T01部分2.5APF治理12脈變頻器6T02涂層機(jī)列變涂層機(jī)T02部分2.5APF治理12脈變頻器7T03涂層機(jī)列變涂層機(jī)T03部分1.25APF治理12脈變頻器8T04涂層機(jī)列變涂層機(jī)T04部分1.25APF治理12脈變頻器91#退火爐動力變加熱爐、風(fēng)機(jī)2.5APF治理6脈變頻器102#退火爐動力變加熱爐、風(fēng)機(jī)2.5APF治理6脈變頻器113#退火爐動力變加熱爐、風(fēng)機(jī)2.5APF治理6脈變頻器124#退火爐動力變加熱爐、風(fēng)機(jī)2.5APF治理6脈變頻器131#切邊機(jī)動力變切邊電機(jī)1.6APF治理二極管6脈整流142#切邊機(jī)動力變切邊電機(jī)1.6APF治理二極管6脈整流151#凈循環(huán)動力變水泵2.5APF治理6脈變頻器162#凈循環(huán)動力變水泵2.5APF治理6脈變頻器電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠10kV側(cè)配置清單單SVG配置清單I段母線FC參數(shù)II段母線FC參數(shù)安裝位置安裝容量實(shí)際效果Ⅰ段10kV母線20Mvar滿足電能質(zhì)量要求II段10kV母線20Mvar滿足電能質(zhì)量要求濾波支路次數(shù)5711131719電容器總安裝容量（Mvar）23.6每臺電容器額定電壓（kV）7.6濾波支路次數(shù)5711131719電容器總安裝容量（Mvar）20.6每臺電容器額定電壓（kV）7.6現(xiàn)場運(yùn)行照照片電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠現(xiàn)場運(yùn)行照照片電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠六：0.4kV側(cè)電能質(zhì)量量治理實(shí)施施效果APF投運(yùn)安裝示示意圖根據(jù)容量設(shè)設(shè)計投運(yùn)兩兩臺，測試試過程中只只測得一臺臺投運(yùn)的效效果：單臺APF投運(yùn)前后電電流波形對對比圖電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3——山東某新材材料廠七：10kV側(cè)電能質(zhì)量量治理實(shí)施施效果(a)冷軋車間無無串抗有負(fù)負(fù)載電網(wǎng)側(cè)側(cè)各次諧波波含量柱狀狀圖(b)冷軋車間有有串抗有負(fù)負(fù)載電網(wǎng)側(cè)側(cè)各次諧波波含量柱狀狀圖串聯(lián)電抗器器投運(yùn)效果果電能質(zhì)量綜綜合治理典典型案例3