工厂电能质量治理解决方案
谐波的危害十分严重,尤其在医院这种医疗设备和化验设备较多的场合。大部分大型工厂设备都是谐波源,比如变频器、中频炉等都会产生大量谐波,谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。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。
为了消除配电系统谐波对工厂设备的影响,方案配置ANAPF有源滤波器,滤除电网2~31次谐波干扰。
ANAPF系列有源电力滤波装置,以并联方式接入电网,通过实时检测负载的谐波和无功分量,采用PWM变流技术,从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统,从而实现谐波治理和无功补偿。
参考标准
JB/T11067-2011 《低压有源滤波装置》
GB/T14549-1993 《电能质量公用电网谐波国家标准》
GB/T 15576-2020《低压成套无功功率补偿装置》
DL/T1216-2019《低压静止无功发生装置技术规范》
《全国民用建筑工程设计技术措施—节能专篇:电气》
《江苏省电力保护条例》
《上海轨道交通无功补偿及谐波治理指导意见》
① 集中补偿:变电所内按照变压器容量配置,一般按照变压器低压侧断路器额定电流的20%左右配置谐波补偿,单位:A。比如2000kVA变压器,按照运行负荷率80%计算,补偿容量为461A,建议按照500A配置,每台变压器配置一套ANAPF,安装在无功补偿柜和负载之间,用于集中补偿;
② 就地补偿:工厂中含有多种生产设备,如变频器、中频炉、整流装置、焊接设备、UPS等,这类设备电流波动快,对配电系统的冲击较大,且会产生谐波电流,容易导致生产设备的故障率增大,甚至缩短使用寿命。
监测各进线回路电能质量,包括电压暂降、谐波畸变、闪变等数据波形记录,进而判断配电系统扰动方向。
配置有源滤波装置和无功补偿装置对0.4kV侧电能质量进行补偿和治理,并监测有源滤波装置和无功补偿装置运行情况,确保电能质量符合生产要求。
整流装置产生的谐波占所有谐波的近 25-33%,对电网的危害较大,谐波造成配电线缆、变压器发热,降低通话质量,空气开关误动作,发电机喘振等不良后果;谐波按电流相序分为+序(3k+1 次,k 为0和正整数)、-序(3k+2次,k 为0 和正整数).0序(3k 次,k 为正整数),+序电流使损耗加重,-序电流使电机反转、发热,0 序电流使中线电流异常增加。大量的谐波电流注入电网,造成电压波形畸变,供电质量下降,严重危害供发电设备和用电设备。
APF(有源滤波器) 是用于对谐波进行动态治理的新型电力电子装置。其克服了无源滤波器容易引起振荡、补偿特性单一、易发生过载等不足,对谐波电流的补偿效果不受系统阻抗影响。能够治理大小、频率都变化的谐波,SVG(有源无功补偿装置)可以对变化的无功进行补偿,提高系统整体的功率因数;因此APF和SVG在需动态治理谐波和无功的场合得到广泛应用。