高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置分析與對(duì)策

　　無(wú)功補(bǔ)償裝置屬于電力系統(tǒng)中一次設(shè)備，作用在于提供感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供由線路輸送的無(wú)功功率，降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，而在大系統(tǒng)中，還起到調(diào)整電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性的作用。

　　通常應(yīng)用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并聯(lián)電容器有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：電容器的損耗低，效率高。現(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右;電容器是靜止設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，沒(méi)有噪音;并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，在吸收諧波基礎(chǔ)上還可以補(bǔ)償無(wú)功、改善功率因數(shù)，維護(hù)方便、技術(shù)設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)成熟，目前國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器裝置可集中安裝，也可分散安裝在用戶(hù)處或近負(fù)荷中心的地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地補(bǔ)償。

　　廣東光達(dá)電氣有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事無(wú)功補(bǔ)償電能質(zhì)量的成套裝置及器件的研究開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)制造的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品包括高、低壓無(wú)功補(bǔ)償兼濾波成套裝置、串聯(lián)濾波器、零序?yàn)V波器及電容器、電抗器、智能晶閘管功率模塊、復(fù)合開(kāi)關(guān)等無(wú)功補(bǔ)償相關(guān)電力裝置。

　　一般補(bǔ)償裝置分為高壓、低壓無(wú)功補(bǔ)償兼濾波裝置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)供電系統(tǒng)運(yùn)行工況、電力系統(tǒng)分布等特點(diǎn)，可以從以下幾點(diǎn)合理選取何種補(bǔ)償裝置：

　　1、高壓補(bǔ)償功率因數(shù)考核點(diǎn)，可以穩(wěn)定接入母線電壓;低壓補(bǔ)償接近負(fù)荷，補(bǔ)償級(jí)差多，可以有效降低線路末端電壓降，穩(wěn)定電壓;

　　2、高壓補(bǔ)償濾波效果主要受上級(jí)(供電側(cè))主變阻抗影響,低壓補(bǔ)償濾波效果受配電變阻抗影響濾波效果可以預(yù)期;

　　3、高壓補(bǔ)償器件少，配套附件少，大容量時(shí)占地較小，小容量時(shí)占地較大，對(duì)維護(hù)設(shè)備人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求較高;低壓補(bǔ)償元器件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配套附件較多，小容量時(shí)占地較小，大容量時(shí)占地較大，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員要求較低，維護(hù)工作簡(jiǎn)單，專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求較低。

　　一、現(xiàn)場(chǎng)描述

　　廣東某知名自來(lái)水廠泵站由三條10kV線路供電，本10kV配電站主要用于廠區(qū)高壓電機(jī)和廠區(qū)照明及泵站用電，企業(yè)中主要負(fù)荷為帶并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)母邏弘姍C(jī)，其中Ⅱ線現(xiàn)有4臺(tái)高壓電機(jī)2#、4#、6#、8#，其功率分別為1600kW、1400kW、1400kW、900kW。

　　現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中純電容補(bǔ)償柜均不能穩(wěn)定運(yùn)行，投運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)電容柜，電機(jī)噪音過(guò)大;對(duì)諧波放大，高壓諧波注入電網(wǎng)，嚴(yán)重影響供電電能質(zhì)量，同時(shí)惡化廠內(nèi)電源質(zhì)量，尤其是直接影響動(dòng)力負(fù)荷的供電及生產(chǎn)秩序，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起變壓器、電纜、補(bǔ)償電容器組、電子監(jiān)控裝置等設(shè)備燒壞，威脅用戶(hù)自身設(shè)備的安全，對(duì)供用電系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，為消除用電安全隱患，亟需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原有補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行整改。

　　二、現(xiàn)場(chǎng)分析及解決方案

　　根據(jù)我司對(duì)現(xiàn)場(chǎng)Ⅱ線總開(kāi)關(guān)進(jìn)線側(cè)供電電能質(zhì)量測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷現(xiàn)場(chǎng)供電系統(tǒng)純電容補(bǔ)償自身對(duì)高次諧波產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波放大是電機(jī)和電容運(yùn)行噪音過(guò)大的根本原因;且23次、25次諧波電流不能滿(mǎn)足《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB-T14549-93》要求;實(shí)測(cè)25次以上(特別是30次、35次)諧波含量非常高，是產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因，但國(guó)標(biāo)對(duì)25次以上諧波無(wú)規(guī)定，無(wú)法考核。測(cè)試數(shù)據(jù)如下圖所示：

　　投入純電容補(bǔ)償前后三相電流總諧波畸變率幅值趨勢(shì)圖 投入純電容補(bǔ)償后三相電流總諧波畸變率趨勢(shì)圖

　　未投入純電容補(bǔ)償前特征次諧波電流幅值圖 投入純電容補(bǔ)償后特征次諧波電流幅值圖

　　經(jīng)采用我司研發(fā)的電能質(zhì)量分析元件建立模型仿真及結(jié)合用戶(hù)實(shí)況，建議泵站10kV配電站用戶(hù)對(duì)現(xiàn)有的純電容柜進(jìn)行濾波改造。將原有純電容補(bǔ)償柜改成我司MSFGD系列高壓無(wú)功補(bǔ)償兼濾波裝置，各高壓電機(jī)分別配MSFGD-750/12裝置3套、MSFGD-450/12裝置1套，用以整治現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的電能質(zhì)量問(wèn)題。

　　我司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的MSFGD高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置具有以下性能特點(diǎn)：

　　1、適用于6kV、10kV、35kV等中壓系統(tǒng)的安全濾波補(bǔ)償;

　　2、成套裝置可以采用框架式戶(hù)外安裝或柜式戶(hù)內(nèi)安裝，;

　　3、具有手動(dòng)/自動(dòng)控制方式;自動(dòng)控制方式可以實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷補(bǔ)償;

　　4、MSFGD型先投入低次濾波支路，后投入高次濾波支路;切除則反之;

　　5、具有完善的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、缺相等保護(hù)措施;

　　6、補(bǔ)償支路配有特殊定制的與電容器組相匹配的電抗器，系統(tǒng)感抗打打增加，能有效避免電容投入對(duì)諧波放大的現(xiàn)象且能夠?yàn)V除一定量的諧波，保證用電安全。

　　三、使用效果

　　經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)純電容補(bǔ)償改造成我司MSFGD裝置后，對(duì)比純電容裝置投運(yùn)時(shí)和我司MSFGD裝置投運(yùn)時(shí)的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，可以明顯地看出，投運(yùn)我司MSFGD裝置后電流總諧波畸變率由原有純電容補(bǔ)償投運(yùn)時(shí)的20%降至5%以?xún)?nèi)且功率因數(shù)一直維持在0.95以上，較好地保證了供電質(zhì)量，MSFGD裝置投運(yùn)后進(jìn)線側(cè)電流總諧波畸變率數(shù)據(jù)如圖所示：

　　投運(yùn)MSFGD后三相電流總諧波畸變率趨勢(shì)圖 投入MSFGD后各特征次諧波電流幅值圖

　　我司MSFGD在泵站高壓電房運(yùn)行一個(gè)月(泵站正常生產(chǎn))，MSFGD裝置、高壓電機(jī)噪音較之前明顯降低，裝置未出現(xiàn)熔斷器燒毀、斷路器調(diào)整保護(hù)等故障，裝置及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，得到了客戶(hù)一致好評(píng)。

　　四、產(chǎn)品適用更多場(chǎng)所

　　我司高壓無(wú)功補(bǔ)償兼濾波裝置MSFGD有戶(hù)內(nèi)柜體式、戶(hù)外式，用戶(hù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況自由選擇產(chǎn)品類(lèi)型;我司根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)安全可靠的產(chǎn)品解決現(xiàn)場(chǎng)一切電能質(zhì)量問(wèn)題。較其它同類(lèi)產(chǎn)品，我司MSFGD系列裝置更靈活多變，可適用各種用電場(chǎng)合，主要包括：

　　1、石油、化工現(xiàn)場(chǎng);

　　2、冶金、軋鋼系統(tǒng);

　　3、區(qū)域變電站;

　　4、電氣化鐵路;

　　5、空壓機(jī)、水泵;

　　6、大型交直流傳動(dòng)設(shè)備。

　　以下為我司應(yīng)用不同現(xiàn)場(chǎng)不同類(lèi)型的MSFGD系列高壓無(wú)功補(bǔ)償兼濾波裝置：

　　戶(hù)外高壓MSFGD裝置 戶(hù)內(nèi)高壓MSFGD裝置

　　戶(hù)外高壓MSFGD裝置 戶(hù)內(nèi)高壓MSFGD裝置