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【解決方案】供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)的研究

瀏覽次數(shù):632更新時(shí)間:2024-04-10

 

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1前言

 電能質(zhì)量是衡量電網(wǎng)供給用戶端交流電能的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是對(duì)電力系統(tǒng)、工業(yè)用戶等電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)并自動(dòng)記錄的智能化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓及電流波形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析,并自動(dòng)生成所需圖形報(bào)表,相關(guān)技術(shù)人員即可以通過Web方式隨時(shí)查詢電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)做出科學(xué)的評(píng)估,為改善電能質(zhì)量提供決策依據(jù)。

2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

 從上世紀(jì)80年代起,我國(guó)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展歷程,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由單一功能向多功能監(jiān)測(cè)的發(fā)展。目前在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)已在供配電系統(tǒng)和工廠用電設(shè)備監(jiān)測(cè)有著廣泛應(yīng)用。

1)供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

2)供配電系統(tǒng)及工業(yè)用電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)

3)供配電系統(tǒng)事故原因分析

4)為供配電網(wǎng)技改提供依據(jù)

5)合理引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰用電提供依據(jù)

3電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理系統(tǒng)

3.1概述

 電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)主要研究供配電系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償和諧波治理問題,適用于新建、改建、擴(kuò)建和技改項(xiàng)目中工業(yè)與民用及公共建筑內(nèi)電氣設(shè)備的無功補(bǔ)償、諧波及綜合治理等,可根據(jù)不同行業(yè)類型和負(fù)載類型的電能質(zhì)量問題提供合適的設(shè)計(jì)解決方案,以達(dá)到改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

3.2典型行業(yè)

①商業(yè)中心/辦公大樓/醫(yī)療/機(jī)場(chǎng)/體育館:空調(diào)、電梯、LED屏幕、可控硅調(diào)光系統(tǒng)、音響系統(tǒng);

②港口碼頭/造船/造紙/煙草/煤礦:變頻器等;

③光伏/充電樁/化工/冶金:變頻器、整流器等;

④學(xué)校/研究院:實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房設(shè)備、數(shù)據(jù)中心;

⑤工廠:使用大型設(shè)備的生產(chǎn)線,高精度數(shù)控中心等;

⑥通信/金融/醫(yī)療/商業(yè)中心:UPS、開關(guān)電源等。

3.3系統(tǒng)架構(gòu)

 電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)由低壓側(cè)電能治理產(chǎn)品組成,主要產(chǎn)品有ANAPF有源電力濾波器、ANSVG靜止無功發(fā)生器、ANSNP中線安防保護(hù)器、ANHPD諧波保護(hù)器、ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置、ANSVG-G-A混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置、ANSVG-S-A混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置、ANSVG-S-G智慧型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置等。

4產(chǎn)品選型

4.1 諧波治理產(chǎn)品選型

4.2、無功補(bǔ)償產(chǎn)品快速選型

5產(chǎn)品功能

5.1 ANAPF有源電力濾波器

觸摸屏

互感器

 ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在電網(wǎng)上,負(fù)載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中,通過實(shí)時(shí)檢測(cè)電路將負(fù)載電流中的諧波分量和基波無功分量分離出來,經(jīng)控制系統(tǒng)快速運(yùn)算,采用PWM控制IGBT的觸發(fā)。通過由大容量IGBT管組成的三相變流器向系統(tǒng)注入補(bǔ)償電流,該補(bǔ)償電流與負(fù)荷電流中的諧波電流大小相等,方向相反,互相抵消,實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能,保證流入電網(wǎng)電流是正弦波。

5.2 ANSNP中線安防保護(hù)器

 ANSNP中線安防保護(hù)器通過電流檢測(cè)環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上各次諧波電流,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,通過功率執(zhí)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,并注入中性線,從而消除中性線中過大的電流。

5.3 ANSVG靜止無功發(fā)生器

 ANSVG靜止無功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無功以及不平衡的新型電力電子裝置,它能對(duì)大小變化的無功以及負(fù)序進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償,其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)。

5.4 ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置

(1)分立元件方案

 ANSVC 低壓無功功率補(bǔ)償裝置適用于頻率 50Hz 電壓 0.4kV 電網(wǎng)的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償;它集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)于一體,不但可以通過投切電容器組來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗,提高功率因數(shù),降低線損,從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量;同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。

(2)智能電容方案

 AZC系列智能電力電容補(bǔ)償裝置是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。AZC由智能測(cè)控單元,投切開關(guān),線路保護(hù)單元,低壓電力電容器等構(gòu)成,AZCL在AZC的基礎(chǔ)上添加了電抗器,電抗率可選7%/14%,用于主要諧波為5次及以上/3次、5次及以上的電氣環(huán)境。改變了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式。具有補(bǔ)償效果更好,體積更小,功耗更低,價(jià)格更廉,節(jié)約成本更多,使用更加靈活,維護(hù)更方便,使用壽命更長(zhǎng),可靠性更高等特點(diǎn)。

5.5 ANSVG-G-A混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置

 ANSVG-G-A混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置在補(bǔ)償無功的同時(shí)可兼治理系統(tǒng)的諧波,該設(shè)備以并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電流分量,通過控制計(jì)算及邏輯變化,計(jì)算出系統(tǒng)所需的無功分量及諧波分量,然后通過三相全橋換流電路實(shí)時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的無功與諧波電流注入到配電系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)償,兼諧波治理。

5.6 ANSVG-S-A系列混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置

 ANSVG-S-A系列混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置應(yīng)用新技術(shù),以SVC的經(jīng)濟(jì)性和APF濾波的性等特點(diǎn)為基礎(chǔ),將兩者技術(shù)相結(jié)合,提高傳統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù),在降低成本的同時(shí),實(shí)現(xiàn)諧波治理與無功補(bǔ)償。

5.7 ANSVG-S-G智慧型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置

 ANSVG-S-G智慧型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置是一種用于補(bǔ)償無功,提高功率因數(shù),實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償效果的新型電力電子裝置;智能控制系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)需求,自動(dòng)調(diào)節(jié)有源及無源模塊的輸出配比;ANSVG-S-G整機(jī)主要是由ANSVG-S-G模塊、無源補(bǔ)償電容器(TSC)、液晶顯示器組成。

6應(yīng)用案例

6.1 概述

 某工廠負(fù)載為空壓機(jī)、注塑機(jī)一類的變頻設(shè)備,是典型的諧波發(fā)生源,客戶要求針對(duì)諧波電流進(jìn)行治理,改造前/后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下:

治理前數(shù)據(jù)截圖

治理后數(shù)據(jù)截圖

現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

 

 

 

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