“供電公司在進行電能質(zhì)量監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)某公司存在諧波超標情況,嚴重影響到電網(wǎng)的供電質(zhì)量,并可能引起電網(wǎng)設備損壞。
根據(jù)《供用電營業(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》第九條約定事項的第12項規(guī)定、對諧波電流超過標準的,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月內(nèi)完成對諧波超標情況的治理。如在三個月內(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措施;如三個月內(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測工作,直至諧波電流符合標準要求。”
基于上述政策要求,有必要給大家詳細科普下諧波的危害及安科瑞的解決方案。
一、諧波危害
1、對電力變壓器的危害:諧波電流使電力變壓器銅損增加,引起繞組過熱、振動、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、對無功補償裝置的危害:無功補償裝置里的電容器可能會引發(fā)諧振,造成諧波嚴重放大,使保險絲、接觸器、電容器等元器件因過載失效甚至燒毀。
3、對線纜的危害: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,諧波電流越大,線纜溫升越高,導致線纜燒毀引發(fā)火災。
4、對電路自動裝置的危害:造成斷路器電弧熄滅時間的延長,影響斷路器的開斷容量。諧波將使繼電保護和自動裝置出現(xiàn)誤動作,并使儀表和電能計量出現(xiàn)較大誤差。
5、對其他設備的危害:輸電線路上流過諧波電流時產(chǎn)生諧波電壓,引起電壓畸變,對數(shù)控機床、PLC、電子計算機、醫(yī)療儀器、實驗室儀器等電壓敏感的電子設備產(chǎn)生影響,使其測量精度降低、誤動作頻次增高、設備過熱、無法運行等,同時還會使儀表的電能計量出現(xiàn)較大誤差。
二、產(chǎn)生諧波的設備
產(chǎn)生諧波的設備一般是非線性設備,主要分為以下幾類:
(1) 具有鐵磁飽和特性的鐵芯設備,如變壓器、電抗器等;
(2) 以具有強烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設備,如氣體放電燈、交流弧焊機、煉鋼電弧爐等;
(3) 以電力電子元件為基礎的設備,如開關電源、變流裝置、調(diào)壓裝置等。
三、電能治理相關標準和條例
1、標準: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)接點的諧波電流允許值(第1部分)
表3:注入公共聯(lián)接點的諧波電流允許值(第2部分)
2、行業(yè)標準:YD/T5040-2005 《通信電源設備安裝工程設計規(guī)范》
節(jié)選9.補償設備:補償電容器柜的容量應按近期負荷配置并考慮一定發(fā)展,應配置自動補償裝置。補償柜電容器柜應配置一定比例的電抗器。
節(jié)選10.濾波設備:當交流供電系統(tǒng)內(nèi)總諧波電流含量(THD)大于10%時應配置濾波器。
3、行業(yè)標準:JGJ312-2013《醫(yī)療建筑電氣設計規(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)畸變率應小于5%。
4、行業(yè)標準:JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》
節(jié)選22.3.3供配電系統(tǒng)的諧波治理:
省級及以上政fu機關、銀行總行、分行及同等金融機構(gòu)的辦公大樓、省級及以上醫(yī)院醫(yī)技樓、大型計算機中心建筑物,應在辦公設施、醫(yī)療設備、計算機網(wǎng)絡電源等電力干線上設置有源濾波裝置。
其他的公共建筑物,宜在其辦公設施、計算機網(wǎng)絡電源等電力干線上設有有源濾波裝置。
5、條例:《江蘇省電力保護條例》
第二十八條規(guī)定,對有下列情節(jié)之一,嚴重影響電力的用戶,供電企業(yè)可以中斷供電:“(一)用戶的非線性
阻抗特性的用電設備接入電網(wǎng)運行所注入電網(wǎng)的諧波電流或者引起公共連接點電壓畸變率超過規(guī)定標準時,在供電企業(yè)通知后,用戶不予改正的;”。
6、指導意見:《上海軌道交通無功補償及諧波支路指導意見》
明確指出,設計方案中“取消傳統(tǒng)的無功補償設計方案”,“新建線路的設計應統(tǒng)一采用:串聯(lián)電抗器的無功補償裝置(失諧無功補償裝置)與有源濾波器并聯(lián)使用的設計方案”。
四、安科瑞為您提供解決方案
1、同客戶建立溝通,明確細節(jié),填寫售前確認單提交相關部門,表單如下:
2、約定時間,現(xiàn)場測量,獲取相關信息和實際數(shù)據(jù)
3、導出數(shù)據(jù),提交工程師出方案
4、方案及報價
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)品設計理念及安裝說明
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償電流,并注入電力系統(tǒng)中,從而抵消非線性負載所產(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(可按照需求適當提高)
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進線方式:后進后出
額定頻率:50Hz
模塊殼體顏色:RAL9004
防護等級: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(可按照需求適當提高)
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進線方式:上進上出
額定頻率:50Hz
模塊殼體顏色:RAL7035
防護等級:IP20
質(zhì)量:50KG
接線示意圖如下:
其中壁掛式結(jié)構(gòu)適用于負荷容量較小或場地緊湊的場合,一般為單臺的獨立運行時使用;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)實際補償容量需求增減柜體內(nèi)模塊數(shù)量,適用于大負荷容量的場合。目前我司常規(guī)產(chǎn)品較大的為6個模塊組合,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。
該方式相對于傳統(tǒng)整柜式有以下幾項優(yōu)點:
(1)每個模塊容量為50A(可在適當范圍內(nèi)浮動),相同的柜體格局下有更多容量選擇,并可根據(jù)客戶實際需求增加模塊數(shù)量至6個以上(需加寬柜體尺寸,效果可參照圖5);
(2)可根據(jù)負載使用變化隨時增、減APF設備的容量(加、減模塊數(shù)量即可,并對人機界面作相應參數(shù)設置);
(3)每個模塊單獨安裝散熱單元,并可在柜體上加裝散熱風扇,散熱效果良好,故障率低;
(4)多個模塊之間雖有通訊連接,但各臺的故障并不會相互影響其它模塊繼續(xù)工作(補償容量會相應減?。?/span>
(5)后期維護方便,可實現(xiàn)故障模塊單獨維修、更換;維護期間ANAPF有源濾波裝置可持續(xù)工作。
(6)結(jié)構(gòu)精巧,設計靈活,可作為零部件(模塊)單獨購買,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)品亦能保證及時投入使用,確??蛻艚?jīng)濟利益。
5、有源濾波裝置的補償效果
下面是某負載的產(chǎn)品應用效果圖,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償效果。
補償前網(wǎng)側(cè)諧波畸變率 補償前網(wǎng)側(cè)諧波畸變率
補償后諧波電流含量僅為4%,低于國標對0.38KV電網(wǎng)的要求5%,以C相為例,對應的各次諧波含量清單如下:
補償前C相各次諧波含量 補償后C相各次諧波含量
從波形來看效果可以更直觀的看到補償效果:補償前電流波形為M形,補償后已變?yōu)檎也?,效果良好?
補償前電壓電流波形 補償前電壓電流波形
6、安科瑞APF有源電力濾波器產(chǎn)品相關證書:
安科瑞APF有源電力濾波器型式試驗報告和CE證書
六、結(jié)束語
ANAPF板載式有源濾波裝置在原有立柜、抽屜、壁掛式產(chǎn)品基礎上,進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計,后期維護變得更加輕松、便利,而且治理效果也更顯著。其不僅能治理諧波,也能補償無功:地治理諧波,可改善電能質(zhì)量使設備誤動作率大大降低,從而提高電氣設備利用率和產(chǎn)品合格率,既保證了電網(wǎng)運行,又能降低用戶的電力損耗;而地補償無功,使功率因數(shù)高達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)濟收益。由此可見,選用ANAPF板載式產(chǎn)品,對電網(wǎng)設施和用戶設備都有大的益處,可以說是實現(xiàn)了供用電雙方的共贏。
選用電能質(zhì)量設備就是為了保證可靠的運行,延長供電系統(tǒng)中其他電力設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,使整個供電系統(tǒng)達到一個環(huán)保的、高標準的環(huán)境運行。
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)勢就是和設計師、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)品實施解決,實現(xiàn)多贏!