“供電公司在進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)某公司存在諧波超標(biāo)情況,嚴(yán)重影響到電網(wǎng)的供電質(zhì)量,并可能引起電網(wǎng)設(shè)備損壞。
根據(jù)《供用電營(yíng)業(yè)規(guī)則》第五十五條-第五十八條及供用電雙方簽訂的《供用電合同》第九條約定事項(xiàng)的第12項(xiàng)規(guī)定、對(duì)諧波電流超過標(biāo)準(zhǔn)的,必須在規(guī)定期限內(nèi)予以治理,如不采取措施或采取措施不力的,供電企業(yè)可中止供電。
該司需在接到通知書的三個(gè)月內(nèi)完成對(duì)諧波超標(biāo)情況的治理。如在三個(gè)月內(nèi)未采取任何治理措施,電力行政單位講要求供電公司依法采取相關(guān)措施;如三個(gè)月內(nèi)已完成治理,需提供治理完成情況說明,電力行政單位將組織開展諧波復(fù)測(cè)工作,直至諧波電流符合標(biāo)準(zhǔn)要求。”
基于上述政策要求,有必要給大家詳細(xì)科普下諧波的危害及安科瑞的解決方案。
一、諧波危害
1、對(duì)電力變壓器的危害:諧波電流使電力變壓器銅損增加,引起繞組過熱、振動(dòng)、噪聲增大;諧波電壓產(chǎn)生附加損耗,使變壓器的磁滯及渦流損耗增加。
2、對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的危害:無(wú)功補(bǔ)償裝置里的電容器可能會(huì)引發(fā)諧振,造成諧波嚴(yán)重放大,使保險(xiǎn)絲、接觸器、電容器等元器件因過載失效甚至燒毀。
3、對(duì)線纜的危害:線纜的阻抗隨著電流頻率的增大而增大,且由于線纜的集膚效應(yīng),諧波電流越大,線纜溫升越高,導(dǎo)致線纜燒毀引發(fā)火災(zāi)。
4、對(duì)電路自動(dòng)裝置的危害:造成斷路器電弧熄滅時(shí)間的延長(zhǎng),影響斷路器的開斷容量。諧波將使繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作,并使儀表和電能計(jì)量出現(xiàn)較大誤差。
5、對(duì)其他設(shè)備的危害:輸電線路上流過諧波電流時(shí)產(chǎn)生諧波電壓,引起電壓畸變,對(duì)數(shù)控機(jī)床、PLC、電子計(jì)算機(jī)、醫(yī)療儀器、實(shí)驗(yàn)室儀器等電壓敏感的電子設(shè)備產(chǎn)生影響,使其測(cè)量精度降低、誤動(dòng)作頻次增高、設(shè)備過熱、無(wú)法運(yùn)行等,同時(shí)還會(huì)使儀表的電能計(jì)量出現(xiàn)較大誤差。
二、產(chǎn)生諧波的設(shè)備
產(chǎn)生諧波的設(shè)備一般是非線性設(shè)備,主要分為以下幾類:
(1) 具有鐵磁飽和特性的鐵芯設(shè)備,如變壓器、電抗器等;
(2) 以具有強(qiáng)烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備,如氣體放電燈、交流弧焊機(jī)、煉鋼電弧爐等;
(3) 以電力電子元件為基礎(chǔ)的設(shè)備,如開關(guān)電源、變流裝置、調(diào)壓裝置等。
三、電能治理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和條例
1、標(biāo)準(zhǔn):GB/T14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》
表1:公共電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)限值
表2:注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值(第1部分)
表3:注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值(第2部分)
2、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):YD/T5040-2005 《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》
節(jié)選9.補(bǔ)償設(shè)備:補(bǔ)償電容器柜的容量應(yīng)按近期負(fù)荷配置并考慮一定發(fā)展,應(yīng)配置自動(dòng)補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償柜電容器柜應(yīng)配置一定比例的電抗器。
節(jié)選10.濾波設(shè)備:當(dāng)交流供電系統(tǒng)內(nèi)總諧波電流含量(THD)大于10%時(shí)應(yīng)配置濾波器。
3、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):JGJ312-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
節(jié)選9.6.6:UPS不間斷電源裝置的輸出功率因數(shù)應(yīng)大于或等于0.8,諧波電壓畸變率及輸入諧波電流(3~39次THDi)畸變率應(yīng)小于5%。
4、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
節(jié)選22.3.3供配電系統(tǒng)的諧波治理:
省級(jí)及以上政fu機(jī)關(guān)、銀行總行、分行及同等金融機(jī)構(gòu)的辦公大樓、省級(jí)及以上醫(yī)院醫(yī)技樓、大型計(jì)算機(jī)中心建筑物,應(yīng)在辦公設(shè)施、醫(yī)療設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電源等電力干線上設(shè)置有源濾波裝置。
其他的公共建筑物,宜在其辦公設(shè)施、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電源等電力干線上設(shè)有有源濾波裝置。
5、條例:《江蘇省電力保護(hù)條例》
第二十八條規(guī)定,對(duì)有下列情節(jié)之一,嚴(yán)重影響電力的用戶,供電企業(yè)可以中斷供電:“(一)用戶的非線性
阻抗特性的用電設(shè)備接入電網(wǎng)運(yùn)行所注入電網(wǎng)的諧波電流或者引起公共連接點(diǎn)電壓畸變率超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),在供電企業(yè)通知后,用戶不予改正的;”。
6、指導(dǎo)意見:《上海軌道交通無(wú)功補(bǔ)償及諧波支路指導(dǎo)意見》
明確指出,設(shè)計(jì)方案中“取消傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方案”,“新建線路的設(shè)計(jì)應(yīng)統(tǒng)一采用:串聯(lián)電抗器的無(wú)功補(bǔ)償裝置(失諧無(wú)功補(bǔ)償裝置)與有源濾波器并聯(lián)使用的設(shè)計(jì)方案”。
四、安科瑞為您提供解決方案
1、同客戶建立溝通,明確細(xì)節(jié),填寫售前確認(rèn)單提交相關(guān)部門,表單如下:
2、約定時(shí)間,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,獲取相關(guān)信息和實(shí)際數(shù)據(jù)
3、導(dǎo)出數(shù)據(jù),提交工程師出方案
4、方案及報(bào)價(jià)
五、安科瑞有源電力濾波器產(chǎn)品介紹
1、諧波治理原理:
2、諧波治理產(chǎn)品
3、產(chǎn)品命名
4、產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念及安裝說明
有源電力濾波器(ANAPF)通過CT采集系統(tǒng)諧波電流,經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量,產(chǎn)生諧波電流指令,通過功率行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流,并注入電力系統(tǒng)中,從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。
4.1整柜安裝
4.2模塊式安裝
ANAPF板載式有源濾波裝置相較于公司前期的立柜式產(chǎn)品來說,體積更小、重量更輕、方便安裝、更美觀,這對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)安排和內(nèi)部集成度有了更高的要求。我司生產(chǎn)的ANAPF有源濾波裝置分為兩種安裝方式:抽屜式、壁掛式
4.2.1抽屜式模塊
抽屜式板載模塊外觀如圖所示:
其主要參數(shù)如下:
外形尺寸485×610×275 (寬*深*高)
額定電流:50A(可按照需求適當(dāng)提高)
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進(jìn)線方式:后進(jìn)后出
額定頻率:50Hz
模塊殼體顏色:RAL9004
防護(hù)等級(jí):IP20
質(zhì)量:50KG
4.2.2壁掛式模塊
壁掛式板載模塊外觀如圖所示:
其主要參數(shù)如下:
外形尺寸485×275×610 (寬*深*高)
額定電流:50A(可按照需求適當(dāng)提高)
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進(jìn)線方式:上進(jìn)上出
額定頻率:50Hz
模塊殼體顏色:RAL7035
防護(hù)等級(jí):IP20
質(zhì)量:50KG
接線示意圖如下:
其中壁掛式結(jié)構(gòu)適用于負(fù)荷容量較小或場(chǎng)地緊湊的場(chǎng)合,一般為單臺(tái)的獨(dú)立運(yùn)行時(shí)使用;抽屜式結(jié)構(gòu)多采用多模塊并聯(lián)安裝在抽屜柜體中的安裝方式,可根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償容量需求增減柜體內(nèi)模塊數(shù)量,適用于大負(fù)荷容量的場(chǎng)合。目前我司常規(guī)產(chǎn)品較大的為6個(gè)模塊組合,并且正在向更多模塊數(shù),更大容量化方面研究與發(fā)展。其抽屜柜安裝效果圖如圖4所示。
該方式相對(duì)于傳統(tǒng)整柜式有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):
(1)每個(gè)模塊容量為50A(可在適當(dāng)范圍內(nèi)浮動(dòng)),相同的柜體格局下有更多容量選擇,并可根據(jù)客戶實(shí)際需求增加模塊數(shù)量至6個(gè)以上(需加寬柜體尺寸,效果可參照?qǐng)D5);
(2)可根據(jù)負(fù)載使用變化隨時(shí)增、減APF設(shè)備的容量(加、減模塊數(shù)量即可,并對(duì)人機(jī)界面作相應(yīng)參數(shù)設(shè)置);
(3)每個(gè)模塊單獨(dú)安裝散熱單元,并可在柜體上加裝散熱風(fēng)扇,散熱效果良好,故障率低;
(4)多個(gè)模塊之間雖有通訊連接,但各臺(tái)的故障并不會(huì)相互影響其它模塊繼續(xù)工作(補(bǔ)償容量會(huì)相應(yīng)減?。?;
(5)后期維護(hù)方便,可實(shí)現(xiàn)故障模塊單獨(dú)維修、更換;維護(hù)期間ANAPF有源濾波裝置可持續(xù)工作。
(6)結(jié)構(gòu)精巧,設(shè)計(jì)靈活,可作為零部件(模塊)單獨(dú)購(gòu)買,嵌入第三方柜體;柜型外觀、尺寸的改變基本不影響內(nèi)部安裝和整體使用效果。
(7)生產(chǎn)周期短,即使是非常規(guī)要求產(chǎn)品亦能保證及時(shí)投入使用,確保客戶經(jīng)濟(jì)利益。
5、有源濾波裝置的補(bǔ)償效果
下面是某負(fù)載的產(chǎn)品應(yīng)用效果圖,其諧波含量在26%左右,通過電能質(zhì)量分析儀PW3198的分析可以幫助我們很直觀的看到補(bǔ)償效果。
補(bǔ)償前網(wǎng)側(cè)諧波畸變率 補(bǔ)償前網(wǎng)側(cè)諧波畸變率
補(bǔ)償后諧波電流含量?jī)H為4%,低于國(guó)標(biāo)對(duì)0.38KV電網(wǎng)的要求5%,以C相為例,對(duì)應(yīng)的各次諧波含量清單如下:
補(bǔ)償前C相各次諧波含量 補(bǔ)償后C相各次諧波含量
從波形來看效果可以更直觀的看到補(bǔ)償效果:補(bǔ)償前電流波形為M形,補(bǔ)償后已變?yōu)檎也ǎЧ己谩?
補(bǔ)償前電壓電流波形 補(bǔ)償前電壓電流波形
6、安科瑞APF有源電力濾波器產(chǎn)品相關(guān)證書:
安科瑞APF有源電力濾波器型式試驗(yàn)報(bào)告和CE證書
六、結(jié)束語(yǔ)
ANAPF板載式有源濾波裝置在原有立柜、抽屜、壁掛式產(chǎn)品基礎(chǔ)上,進(jìn)一步縮小了體積并減輕重量;由于其采用了高集成化模塊設(shè)計(jì),后期維護(hù)變得更加輕松、便利,而且治理效果也更顯著。其不僅能治理諧波,也能補(bǔ)償無(wú)功:地治理諧波,可改善電能質(zhì)量使設(shè)備誤動(dòng)作率大大降低,從而提高電氣設(shè)備利用率和產(chǎn)品合格率,既保證了電網(wǎng)運(yùn)行,又能降低用戶的電力損耗;而地補(bǔ)償無(wú)功,使功率因數(shù)高達(dá)0.98以上,則避免了用戶因功率因數(shù)不足而被罰款,也為用戶帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。由此可見,選用ANAPF板載式產(chǎn)品,對(duì)電網(wǎng)設(shè)施和用戶設(shè)備都有大的益處,可以說是實(shí)現(xiàn)了供用電雙方的共贏。
選用電能質(zhì)量設(shè)備就是為了保證可靠的運(yùn)行,延長(zhǎng)供電系統(tǒng)中其他電力設(shè)備的使用壽命及提高系統(tǒng)的可靠性??偟膩碚f,解決電能質(zhì)量問題是要有正確的理念,使整個(gè)供電系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)環(huán)保的、高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境運(yùn)行。
電能質(zhì)量問題不能理解為用某一種產(chǎn)品(有源濾波器或者靜止無(wú)功發(fā)生器)就可以解決問題,要整體考慮,我們比較大大的優(yōu)勢(shì)就是和設(shè)計(jì)師、客戶共同討論,找到解決企業(yè)電能質(zhì)量的問題,然后用系列的電能質(zhì)量產(chǎn)品實(shí)施解決,實(shí)現(xiàn)多贏!