神东锦界煤矿电能质量测试总体分析及治理方案

1、神东锦界煤矿电能质量测试总体分析及治理方案 摘 要本文通过对神东锦界煤矿进行用电电能质量测试，测量77个点，整理测试报告60份，统计分析了各测量点数据，研究出了各变电所电能质量治理方式并进行了容量计算，通过研究分析制定了治理方案，最终选定提高电能质量的治理装置，并对负荷造成的电能质量问题作出评价 关键词电能质量；测量；谐波；治理装置 中图分类号：tm711 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2017）06-0013-01 一、基本信息 1.概况：根据神华神东研究院的安排，对锦界煤矿进行了用电电能质量测试。测试时间从10月14号开始到12月2号，对神东公司锦界煤矿的中央1号变电所、中

2、央2号变电所、盘区1号变电所、盘区2号变电所、3-1煤一部胶带机头变电所、3-1煤二部胶带机变电所、1号主井变电所、2号主井变电所、主井35kv变电站、青草界110kv变电站、1#风井35kv变电站、35kv箱式变电站、1号通风机房变电所、2号主通风机变电所进行了电能质量测试。 2.测试目的：对开关柜进行电能质量测试，并对负荷造成的电能质量问题作出评价。 3.测试仪器：fluke 435型电能质量分析仪 1台、pc笔记本电脑1台、数据分析软件1套。 4.测试标准：执行国家颁布的电能质量方面的标准：电能质量 公用电网谐波（国家标准gb/t14549-93）、电网电能质量技术监督管理规定（原电力工

3、业部的）、电能质量 电力系统频率允许偏差（gb/t 15945-1995）、电能质量 供电电压允许偏差（gb12325-90）、电能质量 电压允许波动和闪变（gb/t12326-2008）、电能质量 三相电压允许不平衡（gb/t 15543-2008） 5.测试信号的抽取：电压信号取10kv侧测量pt的二次回路试验端子接入电能质量分析仪的电压输入端；电流信号取自10kv母线测量ct的二次回路试验端子接入电能质量分析仪的电流入端。 6.主要测试内容：本次电能质量测试的主要内容为：供电电压、电流状况；功率（包括有功、无功功率）状况；功率因数状况；电网谐波状况 7.测试仪器的设置：用电能质量分析仪测

4、量，将仪器设置为自动测量、存储模式。 8.数据处理方法：测试完毕后利用软件后台分析功能，对存盘数据文件统计分析，得到相应数据。 二、各测试点测量数据 本次共计测量77个点，整理测试报告60份，其他测试点由于未带负载运行，不具备参考意义，因此未出具测试报告。经过测试计算，主井35kv变电站10kv母线总谐波电流为：3次19.8a，5次6a，11次8.3a，13次7.8a，与国标限值比较可知，3次、11次和13次谐波电流已逼近国标允许值。1#风井35kv变电站10kv母线总谐波电流为：3次6.4a，5次11.3a，11次8.7a，13次6.8a，与国标限值比较可知，11次和13次谐波电流已逼近国标

5、允许值。1#主通风机变电所10kv母线总谐波电流很小，在国标允许范围内。2#主通风机变电所10kv母线总谐波电流很小，在国标允许范围内。1#主井变电站10kv母线总谐波电流为：3次55.4a，5次7.8a，11次25a，13次9.2a，与国标限值比较可知， 3次、11次和13次谐波超标，其中3次和11次严重超标。中央1#变电所10kv母线总谐波电流为：3次6.6a，5次20.3a，7次8.4a，11次6.9a，13次5.1a，与国标限值比较可知， 5次谐波严重超标。中央2#变电所10kv母线总谐波电流为：3次9.9a，5次10.9a，7次6.1a，11次6a，13次4a，17次5.8a，19次

6、8.7a，21次3.8a，与国标限值比较可知， 19次和21次谐波超标。 由于现场条件限制，盘区2#变电所只测试了2台开关柜的电能质量，无法判断其10kv母线谐波是否超标。盘区4#变电所只测试了1台开关柜的电能质量，无法判断其10kv母线谐波是否超标。3-1煤二部机头变电所只测试了1台开关柜的电能质量，无法判断其10kv母线谐波是否超标。经过计算，盘区1#变电所10kv母线各次谐波均未超标。3-1煤一部胶带机头变电所10kv母线总谐波电流为：3次2a，5次17.5a，7次6.7a，11次2.7a，13次2.9a，与国标限值比较可知， 各次谐波均未超标。2#主井变电站10kv母线各次谐波电流均未

7、超标。110kv变电站10kv母线总谐波电流为：3次5a，5次8.8a，7次7.1a，与国标限值比较可知，各次谐波均未超标。 三、各变电所电能质量治理方式和容量计算 1、根据测试分析，有以下几个特点： （1）由于10kv以下的各条支路的负荷率普遍都较低，其谐波含量都没有超过国变，因此不需要进行治理。 （2）35kv变电站由于装有svc装置，主要为3次、5次、7次和11次特征次谐波，而且含量也没有超过国标，不需进行治理。 （3）10kv母线有1#主井变电站10kv母线、中央1#变电所10kv母线、中央2#变电所10kv母线的谐波含量超标，需要进行治理。 2、1#主井变电站10kv母线 需要吸收5

8、5.4a的3次、7.8a的5次、25a的11次谐波和9.2a的13次谐波。考虑投入有源滤波装置按照最恶劣的情况考虑（各次谐波的峰值出现在同一个时刻），并为扩能留有裕量，等效基波电流为599.8a，容量为10.388mva的级联式apf。实际中，按照经验考虑，设置容量为10.388mva*0.8=8.3mva即可。 3、中央1#变电所10kv母线 需要吸收6.6a的3次、20.3a的5次、8.4a的7次谐波、6.9a的11次谐波和5.1a的13次谐波。考虑投入有源滤波装置按照最恶劣的情况考虑（各次谐波的峰值出现在同一个时刻），并为扩能留有裕量，等效基波电流为302a，容量为5.2mva的级联式a

9、pf。实际中，按照经验考虑，设置容量为5.2mva*0.8=4.16mva即可。 4、中央2#变电所10kv母线 需要吸收9.9a的3次、10.9a的5次、6.1a的7次谐波、6a的11次谐波、4a的13次谐波、5.8a的17次谐波、8.7a的19次谐波、3.8a的21次谐波。考虑投入有源滤波装置按照最恶劣的情况考虑（各次谐波的峰值出现在同一个时刻），并为扩能留有裕量，等效基波流为630a，容量为10.9mva的级联式apf。实际中，按照经验考虑，设置容量为10.9mva*0.8=8.72mva即可。 四、治理方案制定 根据对开关柜进行电能质量测试，分析了各变电所电能质量治理方式和容量计算，最

10、终选定治理装置为svg/apf。svg/apf 是一种由电压型变流器构成的并联型无功补偿装置，它能发出无功或吸收无功，产生频率幅值可控的谐波电流，能实现以下几种功能： （1）动态调节无功，改善母线电压，提高变电站功率因数； （2）吸收负荷低次谐波电流，降低其对电力系统的不良影响； （3）对电网设备及负荷状态突变能振荡阻尼，起稳定性作用； svg/apf 具有以下特点： （1）能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿； （2）基于igbt逆变器，不会发生谐波放大及谐振，对系统参数不敏感，安全性与稳定性好； （3）不仅不产生谐波，而且同时具备谐波补偿功能，在动态无功补偿的同时，可对13次以下的谐波进行滤除 （4）svg响应时间一般不大于5ms，用于配电网时，闪变抑制效果非常好； （5）svg为电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，电流源特性也使svg具备较强的短期过载能力，可用来进一步提高电力系统稳定性； （6）成本低，装置自身运行可靠性高； （7）占地面积小，是同容量传统svc的1/3到1/2，移动性、扩展性好。 （8）svg能在一定范围内提供有功功率，减少有功功率冲击； （9）svg中电容、电感等元件采用了与svc完全不同