山东天虹纺织低压配电系统.docx
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山东天虹纺织低压配电系统
山东天虹纺织低压配电系统
谐波治理方案
编制:
高申恩
上海恒尔科技有限公司
2014年8月14日
一、谐波治理概述
1、测试地点:
山东天虹纺织有限公司
2、内容:
低压配电系统谐波治理分析
3、治理点概述列表
序号
测试地点
测试位置
电流畸变率
国标
主要负载
备注
1
一分厂1#配
低压进线柜
9.1%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
2
一分厂2#配
低压进线柜
6.9%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
3
一分厂3#配
低压进线柜
18.5%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
4
一分厂4#配
低压进线柜
17.9%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
5
一分厂5#配
低压进线柜
19.2%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
6
一分厂6#配
低压进线柜
18.1%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
7
厂区配电所
低压进线柜
6.9%
4%以下
厂用设备
变压器温升高噪音大谐波严重
8
二分厂1#配
低压进线柜
11%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
9
二分厂2#配
低压进线柜
14.5%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
10
二分厂3#配
低压进线柜
20.2&
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
11
二分厂4#配
低压进线柜
20.5%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
12
二分厂5#配
低压进线柜
19.2%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
13
二分厂6#配
低压进线柜
19.6%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
14
二分厂7#配
低压进线柜
27.8%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
15
二分厂8#配
低压进线柜
18%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
16
二分厂9#配
低压进线柜
18.1%
4%以下
纺机变频设备
变压器温升高噪音大谐波严重
二、谐波治理参考数据
1、概述:
1.1、测试工具:
HOIKIPW3198
1.2、分析软件:
HOIKI2.0
1.3、测试依据标准:
国家标准《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93
1.4、测试安装接线:
三相四线制
三、数据(谐波)分析
1、说明
本次测试对天虹纺织16个配电房内16台变压器低压配电系统进行现场勘测,勘测为典型低压配电供电电能质量检测及谐波测试分析。
2、测试点数据分析
通过对天虹纺织16个配电房内16台变压器低压配电系统谐波勘测分析可在测试图中看出谐波电流含量严重超标,而且也符合现在负荷的谐波状况。
通过测试数据可知:
各次谐波电流合计搞到685A,且3.5.7.11.13.17.19.23.25.29.31等高次谐波为主,其中5.7.11.13最为严重,主要原因是系统的主要负荷为变频器设备,属于典型的非线性负载,在运行过程中会产生大量的以5.7.11.13次谐波为主伴有17.19.23.25.29次以上谐波的谐波电流,谐波电流在电网阻抗上产生压降,从而也造成了供电电源的畸变。
由于低压系统谐波电流的存在,也直接影响10KV配电系统的电源质量,导致10KV配电系统谐波电流增加,电压电流波形畸变,从而影响供电电网及电容柜的投运,谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。
对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
本次测量以一分厂5#配电所为列:
5#配电所典型的电压、电流畸变严重的波形图正常的波形
5#配电房各次谐波电流值5#配电房电压、电流畸变率
3、谐波危害:
系统3次谐波电流含量超标容易造成零线电流过大危害:
最明显一点就是零线电流过大,使中性线长期处于过载状态,使导线发热,造成老化,严重的话可能使线路周围可燃装修材料燃烧而引起火灾;同时会使控制设备不能可靠工作及故障率高;造成供电变压器过热和输出容量降低,甚至会导致变压器烧毁;会使其使用寿命大为减少,零线熔断,造成各相电压不平衡,烧坏线路中接入的电器设备进而引发火灾,成为系统设备安全运行的隐患。
因此必须进行谐波治理,消除谐波,降低零线上的电流,改善电网质量,保证设备正常工作。
系统5、7次谐波含量非常大,5、7次谐波的存在容易造成系统过电压和谐振,极易造成变电所补偿电抗器升温、匝间短路及电容器爆裂,一旦补偿电容爆裂损坏,又将加剧系统无功损耗,增加变压器运行电流计损耗,降低变压器效率,不但给企业用电成本带来承重负担,还会对设备的安全运行构成重大的隐患。
更是对配电系统的正常运行产生了严重的威胁,这些谐波的存在严重污染电网,同时又造成了大量的电能浪费,所以必须进行谐波治理。
谐波不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率,滤波装置在降低设备和系统的有功损耗的同事还提供一定无功补偿,减少用电设备向电网无功索取,从而达到改善功率因数,提升电能使用效率的目的。
减少谐波的含量,不仅可以提高电网的质量,保证设备的正常运行,增加变压器的容量、减少线损,达到节约电能的功效。
四、建议的谐波治理方案
1、根据谐波电流有效值和考虑系统大容量启动及无功补偿等需要留有一定的裕量,给出以下滤波器选型列表:
安装位置
安装型号
数量(套)
尺寸W*D*H
配件
配件型号
配件数量
一分厂1#配
HRA-S3L150/0.4
1
800*1000*2200
CT
2000/5
3只
一分厂2#配
HRA-S3L150/0.4
1
800*1000*2200
CT
2000/5
3只
一分厂3#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
3000/5
3只
一分厂4#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
3000/5
3只
一分厂5#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
3000/5
3只
一分厂6#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
厂区配电所
HRA-S3L150/0.4
1
800*1000*2200
CT
1000/5
3只
二分厂1#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂2#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂3#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂4#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂5#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂6#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂7#配
HRA-S3L150/0.4
1
800*1000*2200
CT
1000/5
3只
二分厂8#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
二分厂9#配
HRA-S3L150/0.4
1
2*800*1000*2200
CT
2000/5
3只
说明:
柜体尺寸可根据现场条件配置。
2、安装方式示意简图:
HRA系统有源滤波装置在系统中的应用
五、有源电力滤波器HRA产品简介
有源滤波技术是近年来针对无源滤波技术无法克服的不足与缺陷而提出的一种谐波治理新技术。
HRA系列有源电力滤波装置采用西门子技术,结合先进的模拟逻辑方式实时监测电网中由非线性负载产生的电流波形,集动态滤波、动态电流补偿以及动态无功功率补偿(容性、感性可编程)于一体,性能优异,具有响应速度快、滤波效率高、不与系统发生谐振问题和体积小等优点,是当今最理想的滤波、补偿产品。
1、产品特性:
HRA-S3L
⏹彻底消除因三次谐波产生的中性线电流。
⏹中性线滤波能力:
三倍于相线
⏹可以同时滤除2~40次范围内的全部或选定次数的谐波
⏹采用模拟逻辑的滤波方式和速度高达20KHz的德国原装进口英飞凌1GBT,可迅速消除谐波。
⏹具有自动限流功能,不会发生过载
⏹非晶合金滤波电抗器性能稳定,损耗极低
⏹滤波同时又补偿无功
⏹德国原装进口EBM大功率离心风扇,风量大运行可靠,散热效果极佳
⏹可自动消除系统谐振
⏹设计选型简单,不需要进行详细的电网分析,只需测量谐波电流的大小。
⏹体积轻巧,便于安装。
⏹具备通讯接口,标准的通讯协议,方便的接入用户现在的通讯系统。
HRA-S3L有源滤波装置并联于电网系统中,可等效为一个受控电流源,通过实时检测非线性负载产生的谐波电流,HRA-S3L快速产生与其大小相等、方向相反的补偿电流并注入系统,从而将电源侧电流补偿为正弦波,达到滤除谐波的目的。
工作原理如图所示:
外部原理图
内部原理图
2、HRA-S3L技术参数
输入
工作电压(V)
400V-20%+15%
工作频率(Hz)
50/60+/-8%
性能指标
滤波能力
<5%THD(I)额定容量
滤波范围
2~40次谐波,消除全部或选定次数的谐波
全响应时间
<40ms
功率因数校正
有,可设定
过载保护
自动限流在100%额定输出
IGBT频率
20KHz
数字接口模块
显示界面
2行,20字符/行
操作按钮
运行,停止,确认,取消,上下键,功能键,数字键
指示灯
绿色LED指示灯:
正常运行
橙色LED指示灯:
过载/限流运行方式
红色LED指示灯:
停机或报警
显示语言
中文,英文
输出干接点信号
2x起动/停机1x过载/限流运行
产品配置
单机运行
可以
并联运行
最大可6台并联
环境条件
环境温度
-15°C~60°C
存储温度
-25°C~70°C
相对湿度
最大95%,无凝露
海拔高度
200米以下
3、执行标准
《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993
《电控设备第二部分:
装有电子设备的电控设备》GB/T3797-1989
附录:
部分谐波治理业绩
河南平顶山棉纺厂
上海天虹纺织有限公司
安庆师范学院
魏桥纺织集团
宁夏天源建材集团
河南南阳棉纺厂
沃尔沃上海有限公司
浙江南方水泥有限公司
安徽海螺集团水泥厂
浙江景兴纸业有限公司
江苏江阴茂达棉纺厂有限公司
江苏悦达纺织集团有限公司
山东博莱特化纤有限责任公司
无锡棉纺厂
谐波基础
当正弦波电压施加在非线性电路上时,电流就变成非正弦波,非正弦波电流在电网阻抗上产生压降,会使电压波形也变成非正弦波。
对非正弦波作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量称为基波,频率大于基波的分量称为谐波。
如今广泛使用的负载大部分是非线性的,如UPS、整流器、变频器、调数搅拌机、软启动器、节能灯(荧光
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- 山东 纺织 低压配电 系统