烟厂空压站配电室谐波治理改造项目投标书1Word格式文档下载.docx
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2、锅炉房配电室1#变压器进线柜(测试时负荷较小)
锅炉房供电系统及测试点示意图
2.2、测试数据
(1).测量点1(锅炉房配电室3#变压器进线柜)数据
图7各次谐波电压含量
图8各次谐波电流含量
表3各次谐波电流含量一览
谐波次数
谐波电压(V)
谐波电压含有率(%)
谐波电流(A)
谐波电流含有率(%)
5次谐波
5.5
2.4
242.8
20.2
7次谐波
4.0
1.7
99.3
8.3
11次谐波
2.5
1.1
54.5
4.5
13次谐波
1.8
0.8
28.9
谐波总畸变
7.6
3.3
271.6
22.6
图9功率因数
锅炉房配电室3#变压器下负荷主要是变频驱动的引风机、送风机、水泵,负荷的运行方式是随生产需要自动调整功率,负荷电流起伏变化。
由于变频设备较多,产生较明显的谐波畸变。
(2).测量点2(锅炉房配电室1#变压器进线柜)数据
由于该变压器下负荷较小(负荷电流仅200多安培),测试数据不能反映实际情况,故不采用。
该变压器与锅炉房3#变压器相同,负荷也相同,制定方案时参考锅炉房3#变压器数据。
3、方案设计
3.1、系统概述
该供电系统存在6K±
1次谐波,尤其是5、7次谐波较严重,使系统电压电流发生畸变,影响设备的正产运行及安全生产,鉴于此我们按设计配置由EPCOS(西门子)调谐滤波电容器组装置(户内,柜式),使其满足国家相关标准的要求及设备正常运行需要。
根据锅炉房配电配电系统的谐波检测与分析可以看出,该系统中非线性负荷占总负荷比例大于10%,小于30%,非线性负荷形式以三相整流设备为主,主要产生的谐波次数为:
5次、7次和少量的11次、13次,因而根据系统的无功补偿和滤波需求,我们采用了EPCOS调谐滤波电容器组(XL=7%Xc);
同时为了能够实时、自动跟踪控制、既能高效消除谐波,又能动态补偿无功改善三相不平衡,达到更好的电能质量管理;
EPCOS功率因数控制器来投切电容器组,来达到实时补偿和治理谐波的效果。
3.2、技术要求
▼该投切装置可对设备不同负荷下的功率因数进行校正,使其稳定在设计范围内,在最小和最大负荷时均能满足设计要求;
▼该装置在自动基波无功补偿的同时抑制负载设备产生的5、7、11、13等次谐波放大,提高供用电系统安全稳定性,改善供用电质量;
▼减少供用电系统的视在电流,提高供用电设备的利用率,达到降耗节能的目的;
▼对谐波进行有效治理,减少由于谐波产生的损耗和趋肤效应,消除谐波对控制系统的干扰;
▼补偿装置的系统总有功损耗小于装置自身容量的1%;
补偿装置具有保证系统本身安全运行的技术措施:
过压、欠压、过流、过载、超温等报警及保护功能;
补偿装置所采用的电容器是防爆、滤波电容器。
3.3、设备选型及技术参数:
根据无功功率补偿的特点及便于以后运行中的维护,所以所要选型的低压无功功率补偿装置要具备以下条件:
①安装灵活方便,配套设备少,维护维修方便:
②投切要灵活,可以根据线路无功电流的变化自动投入切除电容器,达到目标功率因数;
③要带有谐波滤波器,由于该配电系统中安装有很多台变频器、UPS、直流盘等多种整流设备,运行中产生大量的非正弦电流,较大的谐波电流将影响到电容器的运行。
根据以上几点要求,通过对多加低压无功功率补偿设备的考查对比后,决定选用EPCOS生产的低压无功自动补偿设备。
该设备调谐滤波电容器组设备主要为进口器件,包括:
(一)滤波电容器:
(EPCOSMKK系列),金属化聚丙烯膜紧凑型交流电容器,专为工业应用而设计。
技术参数如下:
1、电压范围:
230V--800V,在过电压方面,最大过电压能力为:
当超过额定电压10%时其可以继续工作达8小时/天;
超过15%可继续工作半小时/天;
超过30%时为1分钟/天(根据锅炉房电网电压及选型配置,我们选择了电压等级为440V的电容器)
2、电介质:
聚丙烯膜(电介质),灌注材料为惰性气体N2或可降解软树脂,其内部采用自愈合式过压分离技术
3、电流最大过载能力:
1.8In(灌注气体)
4、浪涌电流:
200In
5、损耗:
电介质损耗:
<
0.2W/Kvar总损耗:
0.45W/Kvar
6、电容偏差:
(-5%~+10%)
7、放电电阻:
预装陶瓷放电模块,无电晕放电
8、耐压情况:
2.15Un,10s(端子对端子),3KV,10s(端子对外壳)
9、熔丝选用方式:
外置熔丝(在熔丝熔断情况下可方便更换)
10、技术特性:
灌注气体,干式设计,同轴绕组,三重保护。
每年最大可以投切5000次
11、使用寿命:
大于等于115000小时
12、温度范围:
最大温度为55℃,最低为零下40℃
13、环保及安全性能:
自愈合功能,过压分离技术;
干式设计,灌注惰性气体,无漏油
14、外壳材料:
铝壳封装,散热性好
15、防护等级:
IP20,室内装配(与封盖一起装配,满足IP54)
16、认证:
CUL档案编号:
E238746
17、电容器示意图:
(二)调谐电抗器:
配电电网越来越受到现代电力电子设备,如驱动马达、不间断电源、电弧焊机、变频器等电子器件所产生的谐波的污染。
谐波对连接在功率因数补偿电路中的电容器是非常危险的,电力电容器与变压器形成谐振电路,由于谐振电路的自谐振频率一般位于250-500HZ之间,即在5次和7次谐波的范围内,因而很容易导致谐波被放大,而危及电容补偿系统,谐振可导致以下不良后果:
--电容器的过载
--变压器和传输设备的过载
--对测量和控制系统的干扰
--电压、电流畸变
--谐波放大
将电抗器和电容器串联起来构成调谐系统可以避免谐振现象。
调谐系统的自振频率介于250-500HZ之间,对于高于调谐系统自振频率的谐波而言,调谐功率因数补偿系统表现为感性,避免了谐振;
对于50HZ的基波频率,它呈容性,而使无功功率得到补偿
因而有必要再功率因数补偿中加装电抗器来抑制谐波,选用EPCOS电抗器。
1、基波电流:
1.06倍电容器额定电流
2、有效电流:
(Irms)²
=I1²
+I3²
+I5²
+…+I13²
3、温度保护:
微型开关(常闭)
4、调谐系统:
5.67%,7%,14%
5、线性度:
2.08×
I11.73×
I11.4×
I1P=5.67%P=7%P=14%L>
=0.95Ln
6、环境温度:
40℃
7、冷却方式:
自然冷却
8、产品特点:
◆高谐波抑制能力
◆高线性度以免磁饱和
◆低损耗、低噪音
◆长使用寿命
◆温度保护(常闭触点)
9、产品符合EN61558/VDE0532/EN60289标准
10、电抗器示意图:
(三)功率因数控制器:
(EPCOSBR6000系列)现代功率因数控制器已经微处理器化,微处理器分析来自电压和电流互感器的信号来计算系统的有功和无功分量,从而计算出功率因数,将其与设定的功率因数比较,产生开关命令,来控制接触器或晶闸管模块来加以增加或减少电容器组的投切数目。
由这种智能化PFC控制器产生的控制可以确保每级电容器平稳地投入和使用,在确保期望的功率因数值下有最少的开关操作次数。
BR6000系列功率因数控制器提供高度智能化的控制功能,由于采用菜单驱动(简单语言)进行操作,使得界面非常友好。
多功能显示令安装、操作和维护及其方便。
产品特点:
●自动编程,最优化的控制功能
●预存20个控制序列,此外还可以通过控制序列编辑器进行自由编程
●显示功能
--可显示系统电压、视在电流、无功功率、有功功率、频率、温度等参数
--可显示1~19次谐波电压和电流含量
--可显示电容器电流、每一级电容器的操作
--可显示每个电容器的总工作时间
●对所有电容器可设定放电时间
●密码保护
●可记录接触器切换次数和单个电容运行时间
●动态PFC(晶闸管输出)
●可编程以下报警输出
--欠压、过压
--欠流、过流
--欠补偿、过补偿
--谐波超过限值
--超温
技术参数:
1、周围环境:
过压等级:
Ⅲ
防污等级:
2
工作温度:
-10℃—70℃
抗干扰等级:
EN55082-2.1995
安全等级:
EN61010-103.1994+A205.1996/IEC1010-11990+A11992
防护等级:
1、前面板:
IP542、背面:
IP20
2、工作条件:
工作电压:
230VAC,50/60HZ
功率因数目标值:
0.8感性~0.8容性
投切放电时间:
1-1200秒
控制序列数目:
20个预设序列+控制序列编辑器可以自由编辑
控制模式:
堆栈投切、循环投切、自优化智能控制模式
3、测量条件:
电压测量范围:
30-300VAC相电压(50-525VAC线电压)
基频:
50/60HZ
测量电流:
X/1AX/5A
最小工作电流:
40mA
最大电流:
5.3A
零电压释放时间:
<15ms
4、开关输出:
继电器输出数目:
6级,12级
投切电压/功率:
最大250V,最大1000W
预期机械寿命:
>300000次投切操作
预期电气寿命:
>500000次投切操作
报警继电器:
可能自由输出(6个参数可编辑)
5、功率因数控制器示意图:
(四)接触器:
用于控制功率因数补偿系统中电容器的投入与切除
◆具有灭弧功能的超强触电
◆优良的浪涌电流抑制
◆避免电压降
◆低功率损耗
◆操作次数可达15万次
◆接触器示意图:
3.4、系统结构示意图
3.5、电气原理接线图:
3.6、方案优势:
(需要补充)
4、方案设计依据
4.1、谐波国家标准
我国在1984年由水利电力部颁布了《电力系统谐波管理暂行规定》(SD126-84),1993年由能源部组织制定并经国家技术监督局批准发布了谐波国家标准《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-93),具体标准见表1,2。
表1《电能质量公用电网谐波》谐波电压(相电压)限值
电网标称电压(kV)
电网总谐波畸变率(%)
各次谐波电压含有率(%)
奇次
偶次
0.38,0.66
5.0
2.0
6
3.2
1.6
10
35
3.0
1.2
66
110
2.0
表2谐波电流限值
标准电压kV
基准短路容量MVA
谐波次数及谐波电流允许值(A)
3
4
5
7
8
9
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
0.38
78
62
39
26
44
28
9.7
4.6
7.8
4.9
7.1
6.5
100
43
34
6.1
6.8
5.3
4.7
9.0
4.3
3.9
7.4
3.6
6.4
5.1
9.3
7.9
3.7
4.1
6.0
2.8
5.4
2.6
2.9
2.3
2.1
250
7.7
4.8
3.8
3.1
5.6
2.2
1.9
1.5
1.4
2.7
1.3
500
5.9
3.4
750
9.6
1.0
在实际情况中,公共连接点的实际短路容量与假定的基准短路容量不尽相同,因此应该进行换算,具体换算公式如式
(1)所示:
(1)
式中:
——公共连接点的最小短路容量,MVA;
——基准短路容量(这里取750MVA),MVA;
——表1中的第h次谐波电流允许值,A;
——短路容量为
时第h次谐波电流允许值,A。
根据国标GB/T14549-1993《电能质量-公用电网谐波》关于公共连接点PCC处谐波电流的分配原则,同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配。
在公共连接点处第i个用户的第h次谐波电流允许值按下式计算:
(2)
——式
(1)换算得到的第h次谐波电流允许值,A;
——第i个用户的用电协议容量,MVA;
——公共连接点的供电设备容量,MVA;
α——相位叠加系数,按表3取值。
4.2、水利电力部文件《功率因数调整电费办法》
我国实行的功率因数调整电费的收取办法是:
首先,按照规定的电价计算出当月的基本电费和电量电费;
再按照功率因数调整电费表所订的百分数曾减计算,如下表所示;
计算用户的功率因数采用加权平均值,即以用户在一个月内所消耗的总有功电量和无功电量进行计算,即:
4.3、谐波相关行业标准
GB/T14549-93《电能质量,公用电网谐波》
GB/T15576-1995低压无功功率静态补偿装置总技术条件
JB/DQ6141-86《低压无功功率补偿装置》
GB3983.1-89《低电压并联电容器》
DL/T597-1996《低压无功补偿控制器定货技术条件》
GB7251.1-1997低压成套开关设备和控制设备
GB4942.2-85低压电器外壳防护等级
JB/T9663-1999低压无功功率自动补偿控制器
四、施工进度表
天数阶段名称
1
30
32
36
38
40
42
46
48
50
52
54
56
58
60
64
65
设备、材料定货
设备组屏
设备、材料到场报验
设备安装、系统集成
设备调试、开通
移交验收
系统试运行
五、生厂商公司简介及部分产品应用案例
1、爱普科斯(EPCOS)股份有限公司:
爱普科斯(EPCOS)股份有限公司是全球最大的无源电子元器件供应厂商,其电能质量解决方案及其相关产品居全球第一的领先位置。
爱普科斯由西门子股份有限公司投资控股,于1999年在德国和美国独立上市,总部设在德国慕尼黑。
爱普科斯股份有限公司旗下的电力电容器部门承传于原西门子电容器部,是金属化聚丙烯电力电容器的发明者,为全球提供高质量,可依赖的低压无功补偿,及谐波治理的关键元器件和电能质量解决方案,其产品已经在三峡输配电工程、北京奥运鸟巢体育馆、上海F1方程赛车场、磁悬浮列车、浦东机场、拜尔有限公司、南京地铁、滁州海螺水泥公司、苏州会展中心、美国驻华大使馆、中船公司上海造船基地等重大项目中投入远行并取得很好的认证。
2、xxxxxx简介:
xxxxxx是一家为客户提供烟草、印刷机械及电力系统等进口零配件,并承接各种机械及电气方面的技术改造及系统集成项目的工程贸易公司。
多年来,我们致力于向国内用户推荐国外的先进产品、设备及解决方案。
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