电能质量解决方案

一、 电能质量解决方案总体示意图

■ 补偿原则：全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡；

■ 多种方式：可以分高压补偿、低压集中补偿、负载就地补偿三种方式；

■ 混合补偿：可采用SVG+FC、APF+TSC、APF+TSF、SVG+APF等多种组合的补偿。

二、谐波治理与无功补偿方案介绍

高压补偿方案介绍

某橡胶股份有限公司35KV变电站工程

高压无功自动补偿兼滤波装置方案

1、系统概况

本期主变容量2×12500KVA，终期2×12500KVA。选用油浸式三相有载调压变压器。本期主变参数如下： 电压比：35±3×2.5%/10KV  阻抗电压：Uk=7.5%  接线组别：YNd11

2、补偿设备

l 设备名称：高压无功自动补偿兼滤波装置

l 型号：W-TBB10-3750/417-AK

l 数量：2套（3750Kvar+3750Kvar）

3、装置构成：

无功自动补偿装置为在线自动投切补偿装置，主要由电压无功综合自动控制装置、综合保护装置、真空接触器、电压互感器、电流互感器、串联电抗器、避雷器、接地开关、并联电容器组等控制保护器件组成。

4、结构型式

本装置为柜式结构，无功自动补偿分为10kVⅠ段母线3750Kvar和10kVⅡ段母线3750Kvar，根据补偿原理图（图中Ⅰ、Ⅱ母电容器接线柜、联络柜、进线柜、PT柜为原有设备），10kVⅠ、Ⅱ段母线无功自动补偿分别由3面电容器柜（3x1250 Kvar）组成，10kVⅠ、Ⅱ段无功自动补偿装置由一套电压无功综合自动控制装置控制，电容器投切由真空接触器完成。

5、一次接线方案

W-SVG 高压有源动态无功补偿兼滤波装置方案

1、方案设计

某企业变压器参数：1#变容量：5000KVA;2#、3#、4#变容量均为3000KVA；5#、6#均为1000KVA动力变，有10KV母线供电。根据现场用电的实际情况，选择动态无功补偿设备方案，在变压器10kv侧安装高压动态无功补偿装置(SVG)，实现动态无功补偿。整套设备用以提高系统功率因数、改善电能质量、稳定电网以及节能降耗、降低运行成本等目的。

综合考虑其基波补偿和谐波滤除等各种因素，采用一部分固定补偿装置（FC），分H5、H7、H11三支滤波通道，安装容量为3000kvar；高压动态无功补偿装置(SVG)，单台容量设计为3000kvar。

2、SVG一次接线图

3、产品特性

本项目设计选用成熟、可靠、先进、实用的，基于DSP全数字控制系统的SVG新型动态无功补偿装置。主要元器件选用国外著名公司的进口产品，IGBT或IGCT采用原装进口优质元件，导通一致性好、压降小、热阻小，最适合高压SVG装置的长期可靠运行；

l 公司采用国际先进的系统仿真软件，对谐波潮流、谐波阻抗、系统设置、操作过电压等进行仿真计算，保证系统不同运行工况条件下，所设计的滤波器不与系统产生并联谐振和谐波放大；

l 控制柜抗干扰能力强，控制系统响应时间快，可靠性高；

l 采用全数字控制系统；

l 监控系统采用一体化工作站，人机界面友好，方便用户使用和维护。

低压补偿方案介绍

案例：某轮胎制造公司现场测试数据：

      变压器参数：2000KVA；  10KV/0.4KV；  6%；  DYn11；

      功率参数：有功功率（P）763KW；  视在功率(S) 1185KVA；

      无功功率(Q)：915KVAr；  功率因数：0.63。

谐波参数：

根据以上数据，我们将制定多种解决方案，以供选择应用。

方案1：TSF无源滤波补偿方案

设计3次、4次、5次、7次、11次多频点滤波支路，一次接线方案如下图：

方案特点：

■ 采用LC无源滤波电路，由多频点的8条滤波补偿支路组成。

■ 补偿总容量（有效输出）700KVAr，安装容量1575 KVAr，目标功率因数0.95。

■ 采用株洲南车晶闸管模块为电子开关，投切过程无涌流、无过电压、无电弧重燃现象。

■ 效果预测：5次、7次、11次谐波电流吸收率可达70%以上，注入公共连接点谐波电流满足GB/T14549-93标准要求。功率因数可达≥0.95。

■ 运行稳定可靠，性价比高。

方案2：TSC调谐型动态补偿方案

一次接线方案如下图：

方案特点：

■ 采用电容器、串联电抗器的方法，使调谐频率低于网络中产生的**次谐波的频率，致使该装置在工频时呈容性，改善功率因数，在谐波频率时呈感性，防止谐波放大。

■ 补偿总容量720KVAr(有效输出)，安装容量960 KVAr。

■ 整柜由8只抽拉式补偿模块组装而成，具有工艺美观、维护方便、可现场增容等优点。

■ 采用西门康晶闸管模块组成电子开关，动态跟踪负载变化。

方案3：SVG（静止无功发生器）+FC无源滤波器方案

补偿电路如下图所示：

方案特点：

■ 由静止无功发生器SVG与无源滤波器的混合补偿。

■ 静止无功发生器额定容量为350 KVAr,无源滤波器补偿容量为350 KVAr。

■ SVG具有三种运行模式：即容性运行、感性运行、空载运行。具有连续、快速、动态补偿的特点。

■ 可实现0～700kVAr的无极调节，使功率因数始终保持在1.0。

■ 5、7、11次谐波滤除率＞70%。

方案4：APF(电力有源滤波器)+TSC（动态无功补偿）补偿电路接线示意图：

方案特点：

■ 由电力有源滤波器（APF）与动态无功补偿装置（TSC）组成的混合并联补偿。

■ APF承担负载产生的谐波电流的补偿；TSC承担无功功率的补偿。

■ TSC无功补偿总容量700kVAr,APF容量为300A。

■ APF一机多能，具有补偿负载谐波电流，补偿无功实现三相平衡等功能，谐波电流补偿范围2-50次，动态响应时间80uS。

■ 有源和无源混合使用，发挥各自特性与优点。可达到电流总谐波畸变率（THD）低于5%，功率因数大于0.95的设计目标。

三、四种方案的特点与功能、性能对比：

四、方案应用：

某研究院设计图：（TSC+APF）

中化化工科学技术研究总院设计图：（就地电压补偿）

安徽省纺织工业设计院图：（TSC+APF）

SVG典型设计图：