{品質(zhì)管理品質(zhì)知識(shí)}電能質(zhì)量問(wèn)題解決方案用戶說(shuō)明書(shū)目錄前言1第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案41.1鋼鐵冶金行業(yè)41.2電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè)71.3供熱行業(yè)81.4制藥行業(yè)81.5礦業(yè)行業(yè)91.6電力系統(tǒng)行業(yè)101.7有色金屬行業(yè)111.8硅材料加工行業(yè)121.9石化行業(yè)141.10煙草行業(yè)151.11水泥行業(yè)151.12水處理行業(yè)161.13紡織行業(yè)161.14汽車(chē)及船舶制造行業(yè)171.15通信行業(yè)181.16醫(yī)院、劇場(chǎng)、體育館配電系統(tǒng)19第二章TSVC高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器202.1產(chǎn)品介紹202.2基本原理202.3系統(tǒng)組成212.4技術(shù)參數(shù)212.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)222.6選型說(shuō)明232.7應(yīng)用領(lǐng)域232.8應(yīng)用案例23第三章TAPF低壓有源電力濾波器263.1產(chǎn)品介紹263.2基本原理263.3系統(tǒng)組成263.4技術(shù)參數(shù)283.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)283.6選型說(shuō)明293.7應(yīng)用領(lǐng)域303.8應(yīng)用案例30第四章TPPF無(wú)源電力濾波器314.1產(chǎn)品介紹314.2基本原理314.3技術(shù)參數(shù)324.4系統(tǒng)組成324.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)334.6選型說(shuō)明334.7應(yīng)用領(lǐng)域33第五章TPVC高壓并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器345.1產(chǎn)品介紹345.2基本原理345.3系統(tǒng)組成345.4技術(shù)參數(shù)355.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)355.6選型說(shuō)明355.7應(yīng)用領(lǐng)域35第六章訂貨須知36附錄一針對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題的政策法規(guī)37附錄二南京鈦能電氣有限公司供電自動(dòng)化解決方案產(chǎn)品目錄38前言前言公司簡(jiǎn)介和服務(wù)于一體的江蘇省高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)。石油化工、煤炭礦山、冶金鋼鐵等行業(yè)。公司于2005年通過(guò)ISO9001:2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證，2008年通過(guò)復(fù)評(píng)換證審核。公司銳意進(jìn)取、開(kāi)拓創(chuàng)新，與清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)保持長(zhǎng)期密切合作，以先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，致力于中國(guó)的電網(wǎng)純凈和電氣自動(dòng)化工程，為各工礦企業(yè)和電力部門(mén)的節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。電能質(zhì)量問(wèn)題解決方案研究背景了很多諸如電力機(jī)車(chē)、電弧爐、軋鋼機(jī)等大容量的非線性和沖擊性負(fù)荷。這些負(fù)荷的存在嚴(yán)重惡化了電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件，導(dǎo)致了諸如功率因數(shù)低下、電壓波動(dòng)和閃變、三相不平衡、電力諧波問(wèn)題，面臨來(lái)自電力公司日益嚴(yán)厲的懲罰制度；另一方面，以精密機(jī)械加工、工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化、數(shù)據(jù)信息處理設(shè)備等為代表的新型工業(yè)負(fù)荷在電力負(fù)荷中的比重越來(lái)越大，因1列舉了各種類(lèi)型的電能質(zhì)量問(wèn)題以及產(chǎn)生的原因和具體的危害。面臨的重大課題之一，受到越來(lái)越多的關(guān)注。南京鈦能電氣有限公司一直致力于電能質(zhì)量整體解決方案的研究。公司依托清華大學(xué)在柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)核心技術(shù)，并建立了科學(xué)的、完善的現(xiàn)代管理體制。我公司根據(jù)用戶實(shí)際需要，制定最具性價(jià)比的解決方案，幫助用戶解決現(xiàn)存的電能質(zhì)量問(wèn)題，在節(jié)能降耗提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，為用戶創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，我公司所提供的解決方案涵蓋了從0.4kV～35kV2列舉了電能質(zhì)量諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償方面的主要產(chǎn)品概況，各產(chǎn)品的詳細(xì)介紹可參考本書(shū)第2～5章內(nèi)容。1前言表1電能質(zhì)量問(wèn)題及其主要影響影響類(lèi)型特征指標(biāo)產(chǎn)生原因?qū)е潞蠊姍C(jī)類(lèi)感性負(fù)1、增加了無(wú)功和有功損耗；無(wú)功功率功率因數(shù)載2、來(lái)自供電部門(mén)的高額罰款（功率因數(shù)調(diào)非線性負(fù)載整電費(fèi)），加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本；1、引發(fā)局部串并聯(lián)諧振，使供電中斷、電網(wǎng)解裂等；諧波間諧波諧波頻譜電壓電流畸變率非線性負(fù)載固態(tài)開(kāi)關(guān)負(fù)載2、電容器經(jīng)常損壞；加速設(shè)備絕緣老化；3、斷路器滅弧時(shí)間延長(zhǎng)，影響開(kāi)斷容量；4、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電力電纜嚴(yán)重發(fā)熱；5、造成繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置誤動(dòng)作；干擾電子儀表計(jì)量和通信質(zhì)量；1、三相電壓不對(duì)稱；2、影響變換器及其控制系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生三相不對(duì)稱不平衡因子三相負(fù)荷分布不均勻某些附加的非特征諧波；3、造成旋轉(zhuǎn)電機(jī)受到負(fù)序磁場(chǎng)作用產(chǎn)生附加振動(dòng)發(fā)熱；4、負(fù)序電流和負(fù)序電壓會(huì)造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)；1、功率因數(shù)很低；電壓波動(dòng)和波動(dòng)幅值電弧爐、電機(jī)2、造成電機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩變化，影響自動(dòng)化生閃變出現(xiàn)頻率類(lèi)負(fù)載啟動(dòng)產(chǎn)線正常工作；3、產(chǎn)生高次諧波，導(dǎo)致電壓畸變。陷波值調(diào)速驅(qū)動(dòng)器1、計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)錯(cuò)誤；2、通信干擾；波形、峰值持續(xù)時(shí)間線路、負(fù)載電容器組的投切諧振暫態(tài)破壞設(shè)備絕緣，損壞電力電子設(shè)備；值持續(xù)時(shí)間閃電點(diǎn)擊線路感性電路開(kāi)合脈沖暫態(tài)破壞設(shè)備絕緣瞬態(tài)電壓上升或下降間波形遠(yuǎn)端發(fā)生故障、電機(jī)啟動(dòng)敏感負(fù)載不能正常運(yùn)行2前言表2南京鈦能電氣有限公司電能質(zhì)量治理產(chǎn)品產(chǎn)品名稱電壓等級(jí)主要功能適用場(chǎng)合典型負(fù)載1、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功；2、抑制主要次數(shù)諧波；適用于沖擊性負(fù)TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器6～35kV3、抑制電壓閃變和波動(dòng)；4、動(dòng)態(tài)抑制三相不平衡；荷、無(wú)功波動(dòng)大、波動(dòng)和閃變頻繁、諧波污染嚴(yán)重的機(jī)車(chē)、提升機(jī)等5、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電場(chǎng)合能質(zhì)量；61、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功；2、動(dòng)態(tài)抑制系統(tǒng)所TAPF有源濾0.4～波器0.69kV有諧波；3、抑制電壓閃變和波動(dòng)；4、動(dòng)態(tài)抑制三相不平衡；56、抑制系統(tǒng)諧振；7、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電能質(zhì)量；適用于負(fù)荷變化器無(wú)法正常投切、功率因數(shù)低的場(chǎng)合UPS、和敏感設(shè)備等TPPF無(wú)源濾波器0.4～35kV1、手動(dòng)/自動(dòng)補(bǔ)償無(wú)功；2、抑制主要次數(shù)諧波；3、抑制電壓閃變和波動(dòng)；適用于負(fù)荷變化因數(shù)低的場(chǎng)合空爐等41、手動(dòng)/自動(dòng)補(bǔ)償適用于負(fù)荷變化不需要經(jīng)常調(diào)速的TPVC并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器6～35kV無(wú)功；2、抑制電壓閃變和諧波含量小的場(chǎng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載如循環(huán)波動(dòng)；合等3第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：鋼鐵冶金行業(yè)第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案1.1鋼鐵冶金行業(yè)中頻爐、礦熱爐、壓焊機(jī)、鋼水運(yùn)送車(chē)等設(shè)備，它們對(duì)電能質(zhì)量影響很大，下文列舉其中具有代表性的幾種負(fù)載作詳細(xì)電氣特性說(shuō)明，提供的電能質(zhì)量解決方案供用戶參考。電弧爐負(fù)荷特性統(tǒng)交替工作在開(kāi)路和帶載狀態(tài)，電流時(shí)斷時(shí)續(xù)。冶煉后期，由于下方爐料的熔化，造成上層爐料的坍塌，極易導(dǎo)致電極間的突發(fā)短路，電流時(shí)大時(shí)小。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電爐電流的變化范圍可達(dá)電爐變壓器額定電流的0～300%，而頻率范圍則在0.1Hz～30Hz之間。功率因數(shù)低下：為了抑制電壓波動(dòng)和閃變，電爐變壓器的短路阻抗甚至高達(dá)30%～40%，或者與串聯(lián)電抗器配合使用。因此，電弧爐負(fù)荷屬于典型的高感負(fù)荷，供電系統(tǒng)的功率因數(shù)非常低下，典型值為0.7～0.80.1業(yè)不僅需要面對(duì)來(lái)自電爐部門(mén)高額的罰款，而且導(dǎo)致冶煉期延長(zhǎng)，生產(chǎn)效率降低，有功損耗增加。25%，一相斷弧時(shí)可達(dá)56%，兩相短路并出現(xiàn)第三相斷弧時(shí)可達(dá)86%。波電流，造成諧波污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電弧爐的諧波電流成分要為2～723次最大，其平均值可達(dá)基波分量的5%～10%。推薦方案：TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)測(cè)或者估算的補(bǔ)償容量選擇TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器(技術(shù)介紹詳見(jiàn)本說(shuō)明書(shū)第二章)，濾波通道一般配置2次、3次、4次和5次。如下圖所示：用戶收益降低網(wǎng)絡(luò)損耗，減少來(lái)自電力部門(mén)的罰款；抑制電壓波動(dòng)和閃變；降低諧波注入水平；降低負(fù)序電流注入水平；穩(wěn)定電壓，縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；平衡電弧電流，消除三相不平衡；延長(zhǎng)冶煉電極的使用壽命；降低能源損耗和成本；

減少原材料的消耗；軋機(jī)負(fù)荷特性典型的時(shí)變負(fù)載，有功和無(wú)功功率波動(dòng)大，容易導(dǎo)致電壓波動(dòng)和閃變；傳動(dòng)裝置的變頻器產(chǎn)生大量諧波，如不進(jìn)行治理，將流入系統(tǒng)中去，造成變壓器、電機(jī)、電纜發(fā)熱、振動(dòng)，降低使用壽命；功率因數(shù)低下；推薦方案：TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)測(cè)或者估算的補(bǔ)償容量選擇TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器，濾波通道一般配置34第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：鋼鐵冶金行業(yè)次、5次、7次和11次。如下圖所示：用戶收益穩(wěn)定電壓水平，改善設(shè)備的運(yùn)行條件；提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，免受電力部門(mén)的罰款；降低能耗，提高設(shè)備利用率；消除諧波注入現(xiàn)象，減少設(shè)備損耗，防止系統(tǒng)諧振。礦熱爐負(fù)荷特性一種耗電量巨大的工業(yè)電爐。功率因數(shù)低下；大多數(shù)礦熱爐的自然功率因數(shù)都在0.7～0.8之間，較低的功率因最高不平衡度可以達(dá)到20％以上，冶煉效率的低下；諧波含量較小，一般不超過(guò)10%；負(fù)荷波動(dòng)較小；推薦方案:TPVC高壓并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償TPVC高壓并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)解決，通常是在高壓端進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。功能，不但能夠滿足無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?，?jīng)過(guò)濾波，注入電網(wǎng)的諧波也能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。該裝置安裝無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)，適用已安裝生產(chǎn)中的礦熱爐的無(wú)功補(bǔ)償，可杜絕因?yàn)楣β室驍?shù)低而被加收的電費(fèi)力率調(diào)整費(fèi)。用戶收益提高功率因數(shù)；降低電網(wǎng)不平衡；降低電耗5～20％；提高產(chǎn)量5～10％；5第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè)1.2電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè)電力牽引負(fù)荷電力牽引負(fù)荷的電氣特性電壓波動(dòng)和閃變。豐富，包括全部的奇次諧波，因此牽引變電站大都需要裝設(shè)濾波器。較大。同時(shí)，變電站空載時(shí)會(huì)出現(xiàn)“無(wú)功反送現(xiàn)象。由于電力部門(mén)對(duì)無(wú)功計(jì)量普遍采用“反送正計(jì)”的政策。據(jù)統(tǒng)計(jì)，牽引變電站的月平均功率因數(shù)一般在0.6～0.8左右，每年需要面臨來(lái)自電力部門(mén)的巨額罰款。型電氣特征。推薦方案：TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)際測(cè)算或者估算的補(bǔ)償容量，選擇相應(yīng)的TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器，濾波通道一般配置3次、5次、7次和11次。如下圖所示：6第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè)用戶收益抑制電壓波動(dòng)和閃變；提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗；實(shí)時(shí)跟蹤無(wú)功變化，避免無(wú)功倒送；實(shí)現(xiàn)平衡化補(bǔ)償，消除三相不平衡；響應(yīng)速度快，能夠消除諧波注入及變化；1.3供熱行業(yè)負(fù)荷分析主要是采用變頻傳動(dòng)的鍋爐,運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的諧波。推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案高次諧波，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；

降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；徹底濾除諧波，提高電機(jī)的運(yùn)行效率；消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性；1.4制藥行業(yè)負(fù)荷分析0.8含量較小。推薦方案：TPVC高壓并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器在高壓側(cè)作無(wú)功集中補(bǔ)償。用戶收益提高功率因數(shù)，避免電力罰款；

降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；7第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：礦業(yè)行業(yè)1.5礦業(yè)行業(yè)本行業(yè)中，廣泛使用礦井提升機(jī)、各類(lèi)粉碎機(jī)、破碎機(jī)、球磨機(jī)、電鏟類(lèi)負(fù)載等。提升機(jī)負(fù)荷特性典型的時(shí)變負(fù)載，有功和無(wú)功功率波動(dòng)大，容易導(dǎo)致電壓波動(dòng)和閃變；傳動(dòng)裝置的變頻器產(chǎn)生大量諧波；功率因數(shù)低下；推薦方案：TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器根據(jù)實(shí)測(cè)或者估算的補(bǔ)償容量選擇相應(yīng)的TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器，濾波通道一般配置3次、5次、7次和11次。如下圖所示：用戶收益提高電壓質(zhì)量；電壓質(zhì)量的好壞直接關(guān)系電氣設(shè)備的安全運(yùn)行.提升機(jī)直流系統(tǒng)向電網(wǎng)注入諧波電流,使電壓正弦波形發(fā)生畸變,并引起晶閘管電路觸發(fā)不同步,電動(dòng)機(jī)力矩不穩(wěn),,無(wú)功沖擊導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng),對(duì)井上下電器設(shè)備產(chǎn)生干擾。負(fù)載所需的有功功率和無(wú)功功率均由電網(wǎng)提供，使變壓器和電網(wǎng)線路的損耗增加，提高效率，減少損耗。調(diào)控運(yùn)行，防止過(guò)補(bǔ)；以往在煤礦地面變電所設(shè)計(jì)中，通常在6/10kV母線并接電TCR動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可根據(jù)負(fù)載無(wú)功的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，使電網(wǎng)始終處于最佳狀態(tài)。8第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：礦業(yè)行業(yè)1.6電力系統(tǒng)行業(yè)遠(yuǎn)距離電力傳輸全球電力目前正在趨向長(zhǎng)距離輸電，同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題是高能量損耗。推薦方案：TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器TSVC廣泛的證明，即當(dāng)在不同的電網(wǎng)條件下，為保持一個(gè)平衡的電壓時(shí)，可在電網(wǎng)的一處或多處適合的位置上安裝TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器。用戶收益穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓減少傳輸損耗增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限增加小干擾下的阻尼增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性緩沖功率振蕩

變電站種方式只能向系統(tǒng)提供容性無(wú)功，并且不能隨負(fù)載的變化而實(shí)現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié)，在保障母線功率因數(shù)的同時(shí)，容易造成向系統(tǒng)倒送無(wú)功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。推薦方案：TSVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器TSVC提高功率因數(shù)的同時(shí)，徹底地解決了無(wú)功倒送問(wèn)題。并且，安裝新的TSVC時(shí)，可以充分利用原有的固定電容器組，只需增加晶閘管相控電抗器(TCR)部分即可，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量的最有效方法。9第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：有色金屬行業(yè)1.7有色金屬行業(yè)有色金屬提煉和化工行業(yè)都要使用電解這一工藝，因而離不開(kāi)大功率的整流裝置。大功率整流器負(fù)荷特性負(fù)荷波動(dòng)較??；對(duì)大功率三相全控橋6脈整流裝置來(lái)說(shuō)，由整流裝置產(chǎn)生的諧波占基波的25-33%生的特征諧波為6N±1數(shù)為57111317192325次等，以57變壓器組帶移相繞組并聯(lián)運(yùn)行可組成12脈11次、13次、23次、25次等，以11次、13次最大；又受到電壓諧波的影響，整流器的換相過(guò)程會(huì)使電壓出現(xiàn)“缺口，影響電壓過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)，影響控制觸發(fā)的同步；諧波使絕緣加速老化，增加電纜發(fā)生故障的概率；相重合閘采用較長(zhǎng)的無(wú)電時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性不利。功率因數(shù)低下；推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)較大的電網(wǎng)，采用TPPF無(wú)源濾波裝置即可濾除其特征諧波，滿足治理的目標(biāo)。如果電網(wǎng)系統(tǒng)小，諧波治理的目標(biāo)要求高，除安裝大容量無(wú)源濾波裝置外，可以混合使用小容量的有源濾波器TAPF整流裝置系統(tǒng)，我們的專(zhuān)業(yè)濾波補(bǔ)償裝置有不同的針對(duì)性設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，可為用戶“量身定做，采取最符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的治理方案。用戶收益提高功率因數(shù)，避免電力罰款，減小生產(chǎn)成本；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；減小諧波對(duì)整流變的影響，保障供電的可靠性和安全性；減小諧波對(duì)工藝過(guò)程控制系統(tǒng)的影響，保障用戶產(chǎn)品的質(zhì)量；10第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：硅材料加工行業(yè)1.8硅材料加工行業(yè)并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增長(zhǎng)最快的先晶爐、中頻爐等。其生產(chǎn)工藝通常分為熔融加熱單晶多采用直流加熱爐。但不論是中頻爐還是單晶爐均采用半導(dǎo)體可控整流方式，會(huì)產(chǎn)生非常大復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程以及后期的精密加工流程都造成非常大的影響，因此電網(wǎng)的品質(zhì)間接決定著成品材料的品質(zhì)，幾乎所有的單晶硅制造生產(chǎn)線都面臨諧波問(wèn)題。鑄錠爐負(fù)荷特性30%5711131719中又以5、7、11次最為嚴(yán)重。要求；功率因數(shù)較低，一般0.8左右；推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案TPPF次諧波由TAPF有源電力濾波器來(lái)承擔(dān)，將會(huì)收到良好的效果。用戶收益提高功率因數(shù)，避免電力罰款，減小生產(chǎn)成本；

降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；消除系統(tǒng)諧振隱患，保障供電系統(tǒng)的安全性和可靠性穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，提高供電質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率；減小諧波對(duì)變壓器的影響，保障供電的可靠性和安全性；減小諧波對(duì)工藝過(guò)程控制系統(tǒng)的影響，保障用戶產(chǎn)品的高質(zhì)量；中頻爐負(fù)荷特性負(fù)載諧波含量大，總失真度最高達(dá)到了30%以上；基本上屬于穩(wěn)定負(fù)載，僅在出爐、升溫時(shí)會(huì)有波動(dòng)，諧波主要集中在5、7、11、

13、17、19、23次，其中又以5、7、11次最為嚴(yán)重；中頻爐一般運(yùn)行在1KHz～2KHz如571125次的高次諧波也大量存在，具體表現(xiàn)在系統(tǒng)電壓上含有

大量毛刺；功率因數(shù)非常低，一般在0.7左右，面臨高額無(wú)功罰款；

電電源質(zhì)量很差；推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器11第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：硅材料加工行業(yè)TPPF次諧波由TAPF有源濾波器來(lái)承擔(dān)，將會(huì)收到良好的效果。用戶收益提高功率因數(shù)，避免電力罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；消除系統(tǒng)諧振隱患，保障供電系統(tǒng)的安全性和可靠性穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；減小諧波對(duì)中頻電源和變壓器的影響，保障供電的可靠性和安全性；減小諧波對(duì)工藝過(guò)程控制系統(tǒng)、計(jì)量?jī)x表的影響，保障用戶產(chǎn)品的質(zhì)量；12第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：硅材料加工行業(yè)1.9石化行業(yè)負(fù)荷分析化、加氫、糠醛等生產(chǎn)線（變頻器與UPS用直流電源成套設(shè)備；電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)設(shè)備；新型照明燈具（節(jié)能燈、采用電子鎮(zhèn)流器的日光燈）DCS系統(tǒng)，配電系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)以及工廠智能化信息管理系統(tǒng)等。目前存在的主要問(wèn)題是：1、低壓運(yùn)行功率因數(shù)偏低，無(wú)功功率消耗較大，需要投入電容補(bǔ)償，但諧波污染導(dǎo)致電容器投入運(yùn)行時(shí)引起諧振從而造成電容器數(shù)倍于自身額定容量的過(guò)載損壞，影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因而現(xiàn)行的補(bǔ)償方法為高壓集中補(bǔ)償，以滿足供電部門(mén)所要求的功率因數(shù)指標(biāo)。2、大量諧波串入高壓側(cè)將導(dǎo)致其他重要的負(fù)荷如DCS系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等出現(xiàn)異常，影響正常生產(chǎn)生活。推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案在污染嚴(yán)重的低壓系統(tǒng)，配置不同濾波系數(shù)的組合無(wú)源濾波器；在重點(diǎn)負(fù)荷，配置動(dòng)態(tài)有源濾波器，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益消除系統(tǒng)諧波影響；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；提高功率因數(shù)，避免無(wú)功罰款；增加電容器使用壽命；障時(shí)間，降低維護(hù)、維修及更換設(shè)備的費(fèi)用消除系統(tǒng)諧振隱患，保障供電系統(tǒng)的安全性和可靠性；穩(wěn)定電壓，減小諧波對(duì)工藝過(guò)程控制系統(tǒng)的干擾；

保障重要敏感設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行；13第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：煙草行業(yè)/水泥行業(yè)1.10煙草行業(yè)負(fù)荷分析卷煙廠的負(fù)荷種類(lèi)多，包括：均為變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備，諧波污染嚴(yán)重。動(dòng)力中心負(fù)載：包括風(fēng)機(jī)、水泵等。有大量的變頻設(shè)備，諧波污染嚴(yán)重。造成嚴(yán)重的電能浪費(fèi)。推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案在污染嚴(yán)重的低壓系統(tǒng)，配置不同濾波系數(shù)的組合無(wú)源濾波器；在重點(diǎn)負(fù)荷，配置動(dòng)態(tài)有源濾波器，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；濾除諧波，保障自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率；消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性；障時(shí)間，降低維護(hù)、維修及更換設(shè)備的費(fèi)用1.11水泥行業(yè)負(fù)荷分析能占總負(fù)荷90%以上，電動(dòng)機(jī)節(jié)能至關(guān)重要。目前小功率通用型變頻器在國(guó)內(nèi)水泥廠已普遍應(yīng)用，大功率高壓的泵類(lèi)和風(fēng)機(jī)負(fù)載也開(kāi)始采用了大功率高壓變頻器。與此同時(shí)，變頻器的大量使用也帶來(lái)了嚴(yán)重的諧波問(wèn)題。治理好諧波問(wèn)題，有利于提高供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，有利于降低整個(gè)配電系統(tǒng)的電力損耗。推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器集中濾波方案重的場(chǎng)合下配置動(dòng)態(tài)有源濾波器集中補(bǔ)償，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；徹底濾除諧波，保障自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率；14第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：供熱行業(yè)/制藥行業(yè)1.12水處理行業(yè)負(fù)荷分析其中電耗占總能耗的60％-90％。以泵、風(fēng)機(jī)為主要負(fù)載。電機(jī)節(jié)能技術(shù)是在污水處理系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，變頻調(diào)速技術(shù)以改變交流電動(dòng)機(jī)的電源頻率來(lái)改變交流電動(dòng)機(jī)的速度，是一種較為理想的高效調(diào)速裝置和節(jié)能裝置，但大量使用變頻器同時(shí)也產(chǎn)生了諧波問(wèn)題。增加了諧波附加損耗；引起變壓器、電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、發(fā)熱等問(wèn)題，導(dǎo)致使用壽命大大縮短；無(wú)功補(bǔ)償電容器不能正常投切，功率因數(shù)低，面臨電力部門(mén)罰款；推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案高次諧波，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；徹底濾除諧波，保障自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率；消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性1.13紡織行業(yè)負(fù)荷分析負(fù)載。推薦方案：TPPF無(wú)源濾波器+TAPF有源濾波器集中濾波方案高次諧波，以達(dá)到最佳的治理效果。用戶收益有效提升功率因數(shù)，避免罰款；

降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；降低電力運(yùn)行成本，從而降低生產(chǎn)成本；徹底濾除諧波，保障自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高電機(jī)的運(yùn)行效率；消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性15第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：汽車(chē)及船舶制造行業(yè)1.14汽車(chē)及船舶制造行業(yè)焊機(jī)是汽車(chē)及船舶制造行業(yè)中必不可少的設(shè)備。由于焊機(jī)工作具有隨機(jī)性、快速性以及沖擊性的特點(diǎn)，使得大量應(yīng)用焊機(jī)的汽車(chē)制造行業(yè)的電能質(zhì)量問(wèn)題及其嚴(yán)重，實(shí)踐和分析都表明，焊機(jī)帶來(lái)的不僅是諧波問(wèn)題，還會(huì)引起無(wú)功沖擊引起閃變、電壓標(biāo)面臨罰款等等問(wèn)題。汽車(chē)涂裝車(chē)間、自動(dòng)化程度比較高的生產(chǎn)車(chē)間，諧波對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線也會(huì)產(chǎn)生影響。負(fù)荷及系統(tǒng)分析導(dǎo)致了該車(chē)間所有變壓器負(fù)荷電流都存在嚴(yán)重的諧波電流，諧波電流以3、5、7、9、11次為主，400V低壓母線的電壓總畸變率達(dá)到5%以上，電流總畸變率（THD）達(dá)到了40％左右，造成400V低壓供配電系統(tǒng)電壓總諧波畸變率嚴(yán)重超標(biāo)，并導(dǎo)致了用電設(shè)備和變壓器存在嚴(yán)重的諧波功率損耗。同時(shí)，該車(chē)間所有變壓器負(fù)荷電流都存在嚴(yán)重的無(wú)功功率需求，部分變壓器平均功率因數(shù)僅為0.6重不足。在如下方面電能質(zhì)量問(wèn)題：無(wú)功功率缺額較大諧波電流嚴(yán)重電能損耗大推薦方案：TPVC并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償+TAPF有源濾波器集中濾波補(bǔ)償方案

選用并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償，提升功率因數(shù)有源濾波器部分容量分相動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率

有源濾波器部分容量用來(lái)濾除諧波果有源部分雙向補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量足夠調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)變化的無(wú)功功率，可以考慮采用TPVC并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償。用戶收益功率因數(shù)有效提升，避免罰款；降耗節(jié)能，降低生產(chǎn)成本；濾除系統(tǒng)諧波，降低諧波對(duì)系統(tǒng)造成的危害，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；

電能質(zhì)量提高，汽車(chē)生產(chǎn)設(shè)備的安全穩(wěn)定可靠；

消除系統(tǒng)諧振隱患，保證供電系統(tǒng)的安全性和可靠性；

避免諧波和無(wú)功沖擊對(duì)電網(wǎng)的影響；1.15通信行業(yè)負(fù)荷分析電壓波動(dòng)非常敏感，各種電磁干擾會(huì)數(shù)據(jù)交換設(shè)備造成影響。16第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：汽車(chē)及船舶制造行業(yè)電信建筑中存在大容量的諧波源負(fù)載，大部分為單相非線性負(fù)荷，包括：UPS電源，單機(jī)容量大，大部分為6脈波的UPS不間斷電源設(shè)備（3、5、7次等)開(kāi)關(guān)電源，主要用于計(jì)算機(jī)等辦公設(shè)備供電電源，數(shù)量多（3、5、7次等）變頻空調(diào)、電梯、水泵等，大量使用，變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備為主要諧波源（5、7次等）推薦方案：TPVC并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償+TAPF有源濾波器集中濾波補(bǔ)償方案選用并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償，提升功率因數(shù)由于系統(tǒng)中有大量的3次諧波，所以并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償TPVC的電抗系數(shù)建議選擇14%，是安全補(bǔ)償回路在基波頻率下呈容性，補(bǔ)償基波無(wú)功功率，3次以上諧波頻率下呈感性，有效抑制3次諧波諧振，保護(hù)電容器。UPS和開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的諧波，避免諧波對(duì)重要設(shè)備產(chǎn)生的干擾，提高系統(tǒng)容量和使用效率，提高系統(tǒng)的可靠性。用戶收益功率因數(shù)提升，避免罰款；避免系統(tǒng)諧振，保護(hù)無(wú)功補(bǔ)償電容器，保障無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的穩(wěn)定性；有效治理諧波，避免對(duì)通信設(shè)備造成的干擾；

降耗節(jié)能，降低電力運(yùn)行成本；保障數(shù)據(jù)中心機(jī)房的數(shù)據(jù)安全；電能質(zhì)量的高品質(zhì)，保障了通信設(shè)備穩(wěn)定工作17第一章電能質(zhì)量問(wèn)題專(zhuān)家解決方案：醫(yī)院、劇場(chǎng)、體育館配電系統(tǒng)1.16醫(yī)院、劇場(chǎng)、體育館配電系統(tǒng)醫(yī)院、劇場(chǎng)和體育場(chǎng)對(duì)供電的連續(xù)性和可靠性有著非常嚴(yán)格的要求。負(fù)荷分析CT機(jī)、B超、X現(xiàn)代照明設(shè)備、變頻空調(diào)電梯等。大部分醫(yī)療設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量要求非常高，對(duì)電壓波動(dòng)和諧波非常敏感。諧波源負(fù)荷分布分散，設(shè)備運(yùn)行時(shí)諧波變化大。LED設(shè)備等。可控硅調(diào)光系統(tǒng)格式目前劇場(chǎng)舞臺(tái)上的主流調(diào)光器，其實(shí)際上是一個(gè)單相的相位控制交流調(diào)壓系統(tǒng)，同通過(guò)控制可諧波會(huì)造成燈光頻閃、對(duì)通信、有線電視等弱點(diǎn)回路產(chǎn)生雜音，甚至產(chǎn)生故障。推薦方案：TPVC并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償+TAPF有源濾波器集中濾波補(bǔ)償方案選用并聯(lián)補(bǔ)償裝置，提升功率因數(shù)。電抗系數(shù)建議選擇14%，有效抑制3次諧波諧振，保護(hù)電容器。備的影響用戶收益功率因數(shù)提升，避免罰款降耗節(jié)能，降低電力運(yùn)行成本電能質(zhì)量提高，精密敏感設(shè)備運(yùn)行安全可靠避免由于諧波污染造成的安全隱患；保障各種大型醫(yī)療設(shè)備高質(zhì)量供電電源保障一級(jí)負(fù)荷供電的持續(xù)穩(wěn)定18第二章TSVC高壓靜止型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器第二章TSVC高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器2.1產(chǎn)品介紹TSVC靜止無(wú)功補(bǔ)償器，是一種典型的柔性交流輸電裝置（FACTS）。區(qū)別于傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)TSVC靜止無(wú)功補(bǔ)償器屬于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品，它具有最快10ms的響應(yīng)速度，是目前高壓無(wú)功補(bǔ)償解決方案中技術(shù)較為成熟的且響應(yīng)最快的方式，由于TSVC以可控硅作為調(diào)節(jié)執(zhí)行單元，它還具有可連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)（通過(guò)改變可控硅導(dǎo)通角），調(diào)節(jié)時(shí)無(wú)涌流、拉弧，無(wú)機(jī)械開(kāi)關(guān)使用壽命的限制等優(yōu)點(diǎn)。特別適合一些需要快速補(bǔ)償?shù)墓I(yè)場(chǎng)合，如電弧爐、軋機(jī)、電力機(jī)車(chē)、電氣化鐵路、冶金、煉鋼等工業(yè)用戶，可大幅度降低非線性和沖擊性負(fù)荷所引起的電壓波動(dòng)、閃變、負(fù)序和諧波干擾，顯著提高負(fù)荷功率因數(shù)（最高可接近1），減少無(wú)功潮流，降低網(wǎng)損，改善電能TSVC應(yīng)用于輸電系統(tǒng)或樞紐變電站，對(duì)維持系統(tǒng)母線電壓穩(wěn)定，提高電網(wǎng)輸電能力，以及阻尼系統(tǒng)低頻振蕩和抑制次同步振蕩均有顯著的作用。2.2基本原理TSVC如下圖接入系統(tǒng)中，電容器提供固定的容性無(wú)功Qc補(bǔ)償電抗器輸出感性無(wú)功QTCR的大小，感性無(wú)功和容性無(wú)功相抵消，只要能做到系統(tǒng)無(wú)功QN=Qv(系統(tǒng)所需)-Qc+QTCR=常數(shù)(理想情況下等于0)=乎不波動(dòng)，關(guān)鍵是準(zhǔn)確控制晶閘管的觸發(fā)角，得到所需的流過(guò)補(bǔ)償電抗器的電流，晶閘管變流裝置和控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能，采集母線的無(wú)功電流值和電壓值，合成無(wú)功值，和所設(shè)定的恒無(wú)功值(可能是0)進(jìn)行比較，計(jì)算得觸發(fā)角大小，通過(guò)晶閘管觸發(fā)裝置使晶閘管流過(guò)所需電流。對(duì)于不對(duì)稱負(fù)荷，利用steinmetz理論實(shí)現(xiàn)分相調(diào)節(jié)，消除負(fù)序電流,平衡三相電網(wǎng)。2.3系統(tǒng)組成1）2）DSP全數(shù)字控制系統(tǒng)：以數(shù)字信號(hào)處理器為核心器件，應(yīng)用瞬時(shí)無(wú)功理論算法，快速準(zhǔn)確地計(jì)算無(wú)功功率和補(bǔ)償電納，再計(jì)算出TCR經(jīng)過(guò)電光轉(zhuǎn)換，送往高電位觸發(fā)板，控制晶閘管的導(dǎo)通。3）濾除該次諧波，同時(shí)為系統(tǒng)提供容性無(wú)功功率，提高功率因數(shù)。電力電容器為組架式安裝，自然冷卻。濾波電抗器為空芯干式，自然冷卻。4）沖擊所產(chǎn)生的電壓波動(dòng)?？招靖墒?，上下雙線圈，自然冷卻。2.4技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目規(guī)格電網(wǎng)電壓（kV）6～35TCR額定功率(Mvar)6～200冷卻方式熱管自冷卻或水冷19第二章TSVC高壓靜止型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器晶閘管觸發(fā)方式電觸發(fā)或光觸發(fā)控制系統(tǒng)全數(shù)字控制系統(tǒng)無(wú)功調(diào)節(jié)范圍-100%～+100%調(diào)節(jié)方式分相調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間<10ms電壓閃變改善率>50%噪聲水平自冷無(wú)噪聲輔助供電電壓380V110V使用壽命>20年2.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)1)高性能DSP數(shù)字控制系統(tǒng)DSP數(shù)字控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊組成的控制單元結(jié)構(gòu)，具備如下特點(diǎn):采用美國(guó)TI公司應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)電機(jī)控制的高性能數(shù)字信號(hào)處理器和高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；沖丟失、BOD動(dòng)作頻繁時(shí)，報(bào)警、跳閘，同時(shí)上傳上位機(jī)顯示、保存故障記錄；采用瞬時(shí)無(wú)功功率算法或快速傅里葉算法，保障了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間；可以分相調(diào)節(jié)，也可以三相調(diào)節(jié)；系統(tǒng)通訊；完善的自診斷，實(shí)時(shí)監(jiān)控；根據(jù)要求，可選擇并追加多種控制功能；2)由于TSVC使用可控硅作為主調(diào)節(jié)器件，調(diào)節(jié)時(shí)無(wú)拉弧、涌流，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)；基于高可靠的大功率可控硅變流技術(shù)；高效熱管自然冷卻可控硅，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且免維護(hù)；也可以選擇密封式循環(huán)水冷系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)組架式結(jié)構(gòu)，安裝維護(hù)方便；可控硅冗余合理，保障TSVC穩(wěn)定運(yùn)行；光觸發(fā)或者光電觸發(fā)方式，抗干擾性強(qiáng)；3)了免維護(hù)；4)無(wú)功補(bǔ)償精細(xì)，可連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需要多少無(wú)功就補(bǔ)多少無(wú)功；5)配合FC高壓無(wú)源濾波，將系統(tǒng)諧波水平濾除到符合國(guó)標(biāo)要求；6)TSVC響應(yīng)速度快，小于10ms；7)設(shè)備容量大，可達(dá)上百兆，但不能直接用于特高壓（35kV8)監(jiān)控系統(tǒng)提供友好人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)；9)控制方式靈活，可實(shí)現(xiàn)三相同時(shí)控制、分相控制和三相平衡化等多種控制方式。2.6選型說(shuō)明TSVC－□/□，參數(shù)為容量/電壓2.7應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、石油化工、冶金鋼鐵、電氣化鐵路、風(fēng)力發(fā)電、煤炭等行業(yè)中，為電弧爐、軋機(jī)、感應(yīng)爐、電力機(jī)車(chē)、提升機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備提供高質(zhì)量、高可靠性的20第二章TSVC高壓靜止型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器無(wú)功補(bǔ)償及濾波的解決方案。降低系統(tǒng)的諧波畸變度、提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減小電壓波動(dòng)及閃變，平衡三相電流電壓。2.8應(yīng)用案例兗州某煤礦企業(yè)設(shè)有35KV6KV荷為交流傳動(dòng)設(shè)備。如主、副井的絞車(chē)采用直流調(diào)速設(shè)備；通風(fēng)及動(dòng)力設(shè)施采用交流傳動(dòng)設(shè)備。絞車(chē)屬重載起動(dòng)，無(wú)功沖擊較大，并伴隨大量整數(shù)倍和非整數(shù)倍的諧波電流產(chǎn)生，功率因數(shù)低，電壓波動(dòng)大，給電網(wǎng)供電產(chǎn)生如下問(wèn)題：無(wú)功沖擊引起的電壓波動(dòng)。諧波電流流入系統(tǒng)使用電設(shè)備發(fā)熱，設(shè)備運(yùn)行可靠性降低。功率因數(shù)低，加大生產(chǎn)成本。為解決上述問(wèn)題，我公司參照類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真，在母線上裝設(shè)TCR型TSVC無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，容量為6MVA。年功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)1231.1萬(wàn)KWh25000KVA，有功電度單價(jià)為0.4636元／KW·h。因此變電所月電量電費(fèi)為：月電量電費(fèi)＝有功電度電價(jià)×月平均電量＝0.4636元／KW·h×1231.1萬(wàn)KWh＝.60元煤礦變電所功率因數(shù)按0.785每月功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用為：月功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用＝月電量電費(fèi)×無(wú)功調(diào)整費(fèi)率＝.60×5％＝285369.00元相控電抗器型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置投運(yùn)后，功率因數(shù)達(dá)0.95以上，獎(jiǎng)勵(lì)率為0.75％，故每月獎(jiǎng)勵(lì)為：月功率因數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)費(fèi)用＝月電量電費(fèi)×功率因數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)率＝.60×0.75％＝42805.3元故每月可節(jié)省該項(xiàng)電費(fèi)為：月功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)＝月功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用+月功率因數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)費(fèi)用＝328174.0元每年可節(jié)省該項(xiàng)電費(fèi)為：年功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)＝月功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)×12月＝.0元減少變壓器的銅損少，從而減少銅損。提高變壓器二次側(cè)的功率因數(shù)后，變壓器節(jié)約的有功功率△P如下：△P＝(P2／SN)2(1／COS2Φ1-1／COS2Φ2)PK式中：P2————變壓器負(fù)載側(cè)輸出功率；SN————變壓器額定容量；COSΦ1————變壓器原負(fù)載功率因數(shù)；

COSΦ2————提高后的變壓器負(fù)載功率因數(shù)；

PK————變壓器的短路損失。煤礦變電所補(bǔ)償前功率因數(shù)0.7，補(bǔ)償后功率因數(shù)0.95，變壓器的短路損失PK為

500KW，則△P計(jì)算如下：△P＝(11500／25000)2(1／0.782-1／0.952)PK＝0.11PK＝55KW每年節(jié)約的有功功率：變壓器年節(jié)約的有功功率＝變壓器節(jié)約的有功功率×30天×12月

＝19800KW21第二章TSVC高壓靜止型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器每年節(jié)約的該項(xiàng)電度電費(fèi)：年節(jié)約電度電費(fèi)＝有功電度電價(jià)×變壓器年節(jié)約的有功功率＝0.4636元／KW·h×19800KW＝9179.28元本裝置損耗及其它費(fèi)用量的3％0，折算至電度電價(jià)每年約為7.3萬(wàn)元。動(dòng)補(bǔ)裝置每年總節(jié)能效益相控電抗器型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置投運(yùn)后每年可節(jié)約資金為：年功率因數(shù)節(jié)省電費(fèi)+年變壓器節(jié)省電費(fèi)-動(dòng)補(bǔ)裝置年總損耗費(fèi)＝265.35萬(wàn)元結(jié)論該煤礦變電所裝設(shè)TCR型高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（TSVC提高到了0.95以上，系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，諧波引起的電纜和電機(jī)發(fā)熱等問(wèn)題得到有效解決，從而增加了變壓器和輸、配電線路的有效容量，提高了設(shè)備的運(yùn)行可靠性，減少了設(shè)備維護(hù)周期和運(yùn)行成本，減少了功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的支出，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，值得大力推廣應(yīng)用。22第三章TAPF低壓有源電力濾波器第三章TAPF低壓有源電力濾波器3.1產(chǎn)品介紹TAPFDSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)研制的新型電力諧波治理專(zhuān)用設(shè)備，是目前電力諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖钔昝澜鉀Q方案，它以一種可控的動(dòng)態(tài)方式濾除出現(xiàn)在供電系統(tǒng)中的諧波和無(wú)功。3.2基本原理TAPF用硬件運(yùn)算電路，將負(fù)載電流中的諧波分離出來(lái)，形成指令信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSPPWM送出驅(qū)動(dòng)指令，變流器生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，主動(dòng)對(duì)諧波電流進(jìn)行抵消。3.3系統(tǒng)組成TAPF流儲(chǔ)能電容、DSP控制模件、數(shù)據(jù)采樣模件、信號(hào)調(diào)理模件、驅(qū)動(dòng)及門(mén)極模件、繼電器開(kāi)出模件、電源模件和液晶控制模件。下面對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)介紹。主功率電路構(gòu)示意圖如圖4-2需要再添加N相橋臂。）其中，直流母線模塊主要是由直流母排和大容量的儲(chǔ)能電容構(gòu)成，它們的作用是維持逆變器工作所需要的直流電壓；逆變橋產(chǎn)生所需要的交流電壓；濾波電抗器既要負(fù)責(zé)產(chǎn)生適合的電流波形，又要將一些由于開(kāi)關(guān)頻率引起的高頻毛刺從補(bǔ)償電流中濾除掉。裝置的主功率電路采用兩電平的拓樸結(jié)構(gòu)方式，見(jiàn)下圖?？刂撇糠蛛娐房刂撇糠职珼SP模件、信號(hào)調(diào)理模件、交流模件、驅(qū)動(dòng)門(mén)極模件、繼電器出口模件、人機(jī)交互模件。DSP是整個(gè)控制部分乃至整個(gè)裝置的核心，參數(shù)的保存與設(shè)置、控制邏輯和軟件保護(hù)邏輯都在此實(shí)現(xiàn)。DSP可以接受的信號(hào)；驅(qū)動(dòng)門(mén)極模件接受DSP開(kāi)和斷，同時(shí)，提供對(duì)電力電子器件的多重保護(hù)，如：過(guò)流、短路、過(guò)壓、電源異常等；繼電器出口模件用于驅(qū)動(dòng)散熱風(fēng)扇和大容量的接觸器；人機(jī)交互模件提供裝置與人之間的信息交互，如參數(shù)的設(shè)定，各種狀態(tài)的顯示等。3.4技術(shù)參數(shù)電額定電壓（V）AC380，AC660氣工作頻率（Hz）50±2特接線方式三相三線三相四線23第三章TAPF低壓有源電力濾波器性容量(A)50100150200300濾波范圍2—50次（包括非特征次諧波、間諧波）濾波能力90%無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功模式可選響應(yīng)時(shí)間100us有功損耗<3%*實(shí)際使用容量多臺(tái)運(yùn)行方式并聯(lián)運(yùn)行控控制內(nèi)核雙DSP處理器制開(kāi)關(guān)頻率16kHz特通信功能RS232485/CAN總線可選性控制與功率電路連接光纖或電氣連接（帶屏蔽）防護(hù)等級(jí)IP20結(jié)構(gòu)冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷特安裝方式室內(nèi)安裝，下出線性整體結(jié)構(gòu)立柜式或壁掛式環(huán)境溫度-10℃—40℃環(huán)境存儲(chǔ)溫度-20℃—60℃條相對(duì)濕度最大95%，無(wú)凝露件海拔高度2000m以下電磁兼容裝置能承受GB/T17626.3-1998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的輻射電磁場(chǎng)“抗擾度試驗(yàn)；裝置能承受GB/T17626.4-1998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的快速瞬變干擾試驗(yàn)；裝置能承受GB/T17626.5-1998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)浪涌沖擊抗擾度試驗(yàn)；裝置能承受GB/T17626.2-1998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)靜電放電抗擾度試驗(yàn)；裝置能承受GB/T17626.10-1998規(guī)定的1MHz和100kHz脈沖群干擾試驗(yàn)；3.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)時(shí)跟蹤，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償TAPF和阻抗變化的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)；電流控制方式TAPF控制系統(tǒng)更保障了其濾波準(zhǔn)確性和可靠性。可選的多功能補(bǔ)償模式☆補(bǔ)償諧波；☆補(bǔ)償諧波+可調(diào)無(wú)功功率；☆補(bǔ)償可調(diào)無(wú)功功率；☆補(bǔ)償三相不平衡；雙DSP控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)采取了硬件和軟件有機(jī)結(jié)合的方案，有效的提高了響應(yīng)速度；補(bǔ)償無(wú)功不需要儲(chǔ)能電容，直流側(cè)電解電容僅維持逆變時(shí)所需要的直流電壓；具備補(bǔ)償三相不平衡能力，減小中性線電流至零；IGBT特點(diǎn)；采用高性能的霍爾電流互感器和霍爾電壓互感器；自動(dòng)檢測(cè)并跟蹤電網(wǎng)頻率，自動(dòng)檢測(cè)電流互感器CT的極性，防止反接；24第三章TAPF低壓有源電力濾波器補(bǔ)償諧波電流響應(yīng)速度快：☆實(shí)時(shí)響應(yīng)100us；☆完全響應(yīng)10ms；功能；可同時(shí)濾除2次到50次的諧波電流IGBT器工作的穩(wěn)定性和可靠性；6英寸（320×240Dots）的彩色LCD大屏幕顯示界面，具有高清晰文字、圖形顯示功能，監(jiān)測(cè)和控制人機(jī)界面友好；可編程待機(jī)功能和自動(dòng)重啟功能；擴(kuò)展性能好，能適應(yīng)多種補(bǔ)償系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；可多機(jī)并聯(lián)工作，根據(jù)用戶需要靈活擴(kuò)大補(bǔ)償容量；通過(guò)特種變壓器的耦合作用，可應(yīng)用到6～35kV的系統(tǒng)中，擴(kuò)展了電壓等級(jí)方面的應(yīng)用范圍；采用通用的遠(yuǎn)程通信協(xié)議，通信接口為RS232/485和CAN總線；設(shè)計(jì)選型簡(jiǎn)單，無(wú)需進(jìn)行電網(wǎng)背景諧波分析，只需要計(jì)算出補(bǔ)償容量即可；體積小，重量輕；

技術(shù)專(zhuān)利3.6選型說(shuō)明TAPF3－□/□三相三線制，參數(shù)為電流/電壓TAPF4－□/□三相四線制，參數(shù)為電流/電壓3.7應(yīng)用領(lǐng)域TAPF由于其補(bǔ)償性能十分優(yōu)異，通常應(yīng)用于諧波污染嚴(yán)重，負(fù)載變化較快的配電系統(tǒng)、工況企業(yè)等場(chǎng)所?！钏幚硇袠I(yè)；☆水泥行業(yè)；☆造船業(yè)；☆造紙業(yè)；☆煙草業(yè)；☆紡織業(yè)；☆精密儀器制造業(yè)；☆汽車(chē)制造業(yè)；☆商業(yè)、住宅大廈；☆計(jì)算中心；直流電焊機(jī)群；☆電解鋁、電解鋅；☆軋機(jī)；☆變頻器（VVVF斷電源（UPS）；☆輸送帶、電梯、鼓風(fēng)機(jī)、泵；☆開(kāi)關(guān)電源；☆大功率充電機(jī)；☆鐵路牽引變電站（所）；☆油田帶調(diào)速設(shè)備的泥漿泵和鉆井設(shè)備；☆商用樓宇配電；☆高層住宅配電☆其它產(chǎn)生諧波的負(fù)荷；3.8應(yīng)用案例沈陽(yáng)市某電站設(shè)備廠0.60-0.65之間，每月電費(fèi)1.8萬(wàn)元左右。電流諧波比較嚴(yán)重THD=27.21％。EMI電磁干擾會(huì)干擾敏感的控制設(shè)備不能正常運(yùn)行。大量隨電焊機(jī)工作動(dòng)態(tài)變化的無(wú)功電流還在變壓器繞組和線路上產(chǎn)生附加的電壓壓降和附加的功率損耗，導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備供電電壓的波動(dòng)和下降，帶來(lái)設(shè)備供電功率的不足和設(shè)備壽命的下降。大量電焊機(jī)使用線電壓供電，負(fù)載布局不合理會(huì)導(dǎo)致三相電流出現(xiàn)大幅度的不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致三相電壓也出現(xiàn)不平衡和畸變。25第三章TAPF低壓有源電力濾波器投運(yùn)效果：TAPF投運(yùn)后該廠功率因數(shù)由0.60調(diào)整到0.99。每月節(jié)省無(wú)功罰款1.8W*0.15=2700元每月功率因數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)電費(fèi)1.8W*0.011=198元每月共計(jì)節(jié)省電費(fèi)2700+198=2898元該廠電流總THD由27.21％調(diào)整到3.63％。達(dá)到了國(guó)標(biāo)GB/T14549-93諧波畸變率5％以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，電能質(zhì)量顯著改善。26第四章TPPF無(wú)源電力濾波器第四章TPPF無(wú)源電力濾波器4.1產(chǎn)品介紹TPPF無(wú)源電力濾波裝置，又稱為L(zhǎng)C濾波器，是由濾波電容器、濾波電抗器適當(dāng)組合而0.4kV—35kV償基波無(wú)功，提高功率因數(shù)，還可以減少流入系統(tǒng)的諧波電流，降低公共連接點(diǎn)的電壓電流畸變度。4.2基本原理某一次諧波頻率，則對(duì)于該次諧波而言，濾波器的阻抗為極小值。由于濾波支路對(duì)于該次諧波電流阻抗很小，所以經(jīng)其分流，可以減小注入交流系統(tǒng)的諧波電流，從而達(dá)到對(duì)該次諧波的抑制作用。4.3技術(shù)參數(shù)額定電壓(kV)0.4—35工作頻率(Hz)50補(bǔ)償容量不限濾波支路視具體應(yīng)用情況選擇最佳配置濾波能力大于70%無(wú)功補(bǔ)償濾波兼補(bǔ)無(wú)功功率因數(shù)高于0.92安裝位置戶內(nèi)，戶外不限接線高壓（>1kV）三角形接法方式低壓（<1kV）星接或角接保護(hù)高壓（>1kV）過(guò)流、欠過(guò)壓、不平衡電流保護(hù)、開(kāi)三角保護(hù)等措施低壓（<1kV）過(guò)流、欠過(guò)壓、短路、諧波過(guò)載整體高壓（>1kV）組架式結(jié)構(gòu)低壓（<1kV）立柜式環(huán)境溫度-10℃—40℃防護(hù)等級(jí)IP21冷卻方式自冷存儲(chǔ)溫度-20℃—60℃相對(duì)濕度最大95%，無(wú)凝露海拔高度2000m以下4.4系統(tǒng)組成還需配置專(zhuān)業(yè)的微機(jī)保護(hù)裝置等組成。27第四章TPPF無(wú)源電力濾波器濾波電抗器干式空芯或鐵芯結(jié)構(gòu)，玻璃纖維包封，環(huán)氧樹(shù)脂固化銅質(zhì)或鋁質(zhì)導(dǎo)體電感值在±5%內(nèi)可調(diào)，調(diào)諧準(zhǔn)確簡(jiǎn)單品質(zhì)因數(shù)精確濾波專(zhuān)用電容器電容器采用金屬全膜介質(zhì)內(nèi)附熔絲和放電電阻，極板析邊大爬距套管無(wú)氯、環(huán)保型絕緣油損耗低電容器采用支架疊裝，方便散熱4.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)1)專(zhuān)業(yè)仿真軟件計(jì)算、設(shè)計(jì)、校驗(yàn)，使裝置設(shè)計(jì)最優(yōu)化；2)具備防止諧波放大的功能，可避免與系統(tǒng)發(fā)生諧振；3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、運(yùn)行可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低；4)用中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)、開(kāi)口三角電壓保護(hù)、電壓差動(dòng)保護(hù)等；5)屏，確保設(shè)備安全運(yùn)行。4.6選型說(shuō)明TPPF－□/□，參數(shù)為容量/電壓4.7應(yīng)用領(lǐng)域軋機(jī)、中頻爐、牽引變、提升機(jī)、單晶硅、直流傳動(dòng)等）和電弧型負(fù)荷（電弧爐、硅鐵爐、精煉爐、電石爐等）的無(wú)功和諧波問(wèn)題，積累了豐富的濾波器設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為合理設(shè)計(jì)各種負(fù)荷性質(zhì)諧波源的濾波方案提供了保障。軋機(jī)、提升機(jī)等，可和TCR(晶閘管控制電抗器)構(gòu)成