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摘要:對某高新企業(yè)無功補償設(shè)計方案進行了簡單探討分析,希望能對同類工程提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:電能質(zhì)量;靜止無功補償器;諧波
1企業(yè)變電站供電方案
因生產(chǎn)的需要,某高新企業(yè)自建一座110kV變電站,該變電站容量為2×50MVA,110kV為內(nèi)橋接線,進線2回,正常運行方式為分列運行,低壓側(cè)10kV為單母分段接線,出線24回,正常運行方式為分列運行。因該企業(yè)園區(qū)內(nèi)10kV出線全部為電纜,為消除容性電流在10kV每段母線上配置接地變(兼所變)消弧線圈成套裝置1套,容量為700kVA(其中所變100kVA)。
2負荷概況及供電要求
根據(jù)該企業(yè)提供的負荷清單,該站主要為二級負荷和三級負荷,無一級負荷。站內(nèi)二級負荷的報裝容量為68880kVA,占負荷大多數(shù)。同時園區(qū)內(nèi)存在約3650kVA左右的非線性負荷。根據(jù)用戶委托本地的電力試驗研究院編制的《電能質(zhì)量報告評估》:本工程并網(wǎng)后注入公共連接點某220kV變電站110kV側(cè)5次、7次諧波電流分別為16.88A、15.68A,超出國標《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-1993)所規(guī)定的16.0A(5次),12.6A(7次)允許值;工程并網(wǎng)后注入另一220kV變電站110kV側(cè)7次諧波電流含量為13.3A,超出國標規(guī)定的11.9A的允許值。根據(jù)業(yè)主及項目相關(guān)專業(yè)提供的資料,該企業(yè)的生產(chǎn)工藝對電源可靠性和穩(wěn)定性要求較高,瞬間停電可能造成數(shù)據(jù)丟失、工藝設(shè)備損壞等,同時對電能質(zhì)量也有特殊要求,電壓陡降陡升也會造成設(shè)備宕機。
3電壓波動與閃變的危害
隨著科技不斷發(fā)展進步,各行各業(yè)越來越多地采用高新技術(shù)設(shè)備,這些設(shè)備往往需要大量精密電子控制系統(tǒng)來實現(xiàn)各種功能,參與生產(chǎn)的過程控制裝置PLC、工業(yè)機器人等,都是對電壓波動十分敏感的負荷,任何設(shè)備的作業(yè)中斷都將可能導致整個流水線、甚至全廠作業(yè)的中斷,造成的損失非常巨大。而且電壓波動對日常工作、生活也會產(chǎn)生非常不利的影響。電壓波動達到一定程度時,會使照明燈出線閃爍引起人們的視覺不適合疲勞。
4諧波的危害
電氣設(shè)備的設(shè)計一般以工頻為正常的工作條件,諧波的存在會增加電氣設(shè)備的震動、噪音,增加設(shè)備損耗、發(fā)熱,降低設(shè)備運行效率,縮短設(shè)備使用壽命,降低產(chǎn)品的加工精度,影響產(chǎn)品質(zhì)量,甚至會燒壞設(shè)備。諧波的存在使原有電壓、電流波形發(fā)生畸變,從而使基于正弦電壓、電流的一些變流器控制設(shè)備產(chǎn)生誤差,影響其正常觸發(fā)變流器工作,嚴重時會燒毀變流器。諧波的存在會使其周圍的電磁環(huán)境惡化,對弱電系統(tǒng)設(shè)備干擾明顯,以通訊系統(tǒng)最為典型,諧波產(chǎn)生的電磁干擾會嚴重影響通訊質(zhì)量、破壞通訊信號的正常傳輸。諧波會使變壓器損耗增大,實際容量減小,引起變壓器外殼和某些緊固件發(fā)熱,嚴重時可損壞變壓器。諧波的存在易使各類保護級自動裝置產(chǎn)生誤動或拒動,使其可靠性、選擇性降低,造成系統(tǒng)事故甚至大面積停電。
5無功補償設(shè)計方案
根據(jù)用戶提供的負荷性質(zhì)等資料分析本站污染源主要為大型電機設(shè)備及變頻設(shè)備,為保證供電的可靠性和穩(wěn)定性,減輕電壓波動同時濾除負荷產(chǎn)生的諧波電流,該工程無功補償采用靜止無功發(fā)生器(SVG),SVG能平滑吸收或輸出滿足要求的無功電流,實現(xiàn)靜止無功發(fā)生器的目的。根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導則》第5.7條:220kV及以下電壓等級的變電所中,應(yīng)根據(jù)需要配置無功補償設(shè)備,其容量可按主變壓器容量的0.10~0.30確定。該工程設(shè)4組SVG,每段10kV母線設(shè)2組,每組容量為±4000kvar,占主變?nèi)萘康?6%。
6SVG優(yōu)點分析
(1)動態(tài)補償功率因數(shù)。配電系統(tǒng)中的大量負荷,如異步電動機、感應(yīng)電爐以及大容量整流設(shè)備等,在運行中都能表現(xiàn)為感性,需要消耗大量的無功,增加了供電線路上的電能損失,降低了電壓質(zhì)量,同時無功電流也降低了發(fā)、輸、供電設(shè)備的有效利用率。SVG可跟隨負荷無功的變化,實現(xiàn)無功功率的動態(tài)補償,使線路損耗降到最低,并且充分提高了發(fā)、輸、供電設(shè)備的利用率。(2)提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性。對于負荷中心,由于負荷容量大,而且有沒有大型無功電源支撐,因此容易造成電壓偏低甚至電壓崩潰的穩(wěn)定事故。SVG具有的快速調(diào)節(jié)無功功率的功能,可以有效維持負荷側(cè)電壓,提高供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。(3)提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性。在長距離輸電線路中點安裝SVG裝置,不但可以在正常狀態(tài)下補償線路的無功功率,而且可以在系統(tǒng)故障情況下,提供及時快速的無功調(diào)節(jié),阻尼系統(tǒng)震蕩,提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性,從而有效提高線路輸電容量。(4)治理電能質(zhì)量問題。該裝置可以同時治理配電網(wǎng)中多種常見的電能質(zhì)量問題,如三相不平衡、電壓閃變和功率因數(shù)超標等,改善電網(wǎng)供電質(zhì)量,確保用戶設(shè)備安全、可靠運行,降低能耗、提高效率。
7結(jié)語
該站無功補償能有效較少或消除注入公共電網(wǎng)的諧波電流,投產(chǎn)后各設(shè)備運行良好,基本解決該企業(yè)對電能質(zhì)量的高標準要求。但SVG存在的缺點也需引起高度重視,如SVG功率模塊是電力電子設(shè)備,對環(huán)境溫度要求較高,需在SVG室內(nèi)增加大型制冷空調(diào)才能滿足條件,同時自身的散熱系統(tǒng)產(chǎn)生的噪音也相當突出,建議建造時SVG室要遠離值班或休息場所。該站的無功補償是在10kV母線裝設(shè)動態(tài)無功補償裝置(SVG)實現(xiàn)的,如某些特殊用戶在低壓380V注入的諧波電流超標,則建議在低壓(380V)非線性負荷配電裝置處增加有源濾波裝置,以節(jié)省經(jīng)濟成本。
參考文獻
[1]SD325-1989.電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導則[S].
[2]GB/T12325-2008.電能質(zhì)量供電電壓允許偏差[S].
[3]GB/T14549-93.電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波[S].
作者:余聯(lián)播 單位:浙江安安電力工程設(shè)計有限公司