无功补偿谐波治理李群

无功补偿与谐波治理

介绍人：李群无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第1页!基本概念无功影响与谐波危害无功补偿方法谐波治理手段介绍内容无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第2页!1基本概念用电负荷：电力用户某一时间取用的电功率，分类如下，•有功功率，P=U•I•Cosθ，用电设备中，真正消耗能量的功率•无功功率，Q=U•I•Sinθ，建立磁场，进行电磁能量转换的功率•视在功率，S=U•I•功率因数，Cosθ=P/SIaUIIr无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第3页!谐波：周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍分类：奇次谐波（2n-1）、偶次谐波（2n）零序性谐波(3n)、正序性谐波(3n+1)、负序性谐波(3n-1)非谐波：分数次谐波、间谐波、旁频、次谐波正弦波形畸变指标：谐波含有率，总谐波畸变率，谐波电流有名值无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第4页!T4430电压VP(pu)VPP,QV02040800.81.00.6601000.9lagunitypfP有功、无功对节点电压的影响Cos无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第5页!电力系统电压和无功电力管理条例

第四章

电力用户的功率因数及无功补偿设备的管理第十二条

用户在供电局规定的电网高峰负荷时功率因数，应达到下列规定：

（1）高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上；（2）其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上；（3）趸售和农业用电功率因数为0.80及以上。凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。第十四条

为调动用户改善电压，管好无功设备的积极性，凡受电容量在100kVA(kW)及以上的用户均应按国家批准的《功率因数调整电费办法》的有关规定，实行功率因数考核和电费调整。

无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第6页!谐波引发谐振，造成大量电容器损坏。

并联谐振：从谐波源看，系统和其补偿电容是并联关系，若并联支路对某次谐波呈现高阻抗，则谐波过电压，并引发各支路中谐波过电流。串联谐振：从电源看，供电线路与用户的供电变压器和其二次侧的补偿电容器是串联关系，若该回路对某次谐波呈现很低的阻抗，则将吸收大量的谐波电流。无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第7页!电磁感应式电能表计量误差正弦波电源供非线性负荷：污染电网、少交电费，对系统不公平谐波电源供线性负荷：多交电费、用户设备性能变坏，对用户不公受谐波危害的电气设备反过来也可能产生非谐波和谐波，又危害其他设备对一些高净化要求的设备，如数控加工中心、调速电机、可编程逻辑控制器、计算机等，产生干扰，使之不能正常工作无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第8页!中频炉原理框图无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第9页!中频炉电流变化曲线无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第10页!轧钢设备大型轧钢厂的调速轧机和传动装置，均采用晶闸管供电的直流电机，单机和连轧装机容量都很大无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第11页!无功冲击曲线(kVar)电压闪变曲线有功冲击曲线(kW)电弧炉负载影响示例无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第12页!3.2无功补偿量的计算1.根据功率因数改善的需要确定平均有功P，补偿前功率因数cos1，补偿后功率因数cos2：2.提高母线运行电压的需要确定补偿前电压U1，补偿后电压U2：无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第13页!无功电压的就地控制无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第14页!型式自饱和电抗器晶闸管控制电抗器晶闸管投切电容器代号SRTCRTSC无功输出连续，感性/容性连续，感性/容性级差，容性动态响应时间约10ms约10ms约10～20ms分相调节不能能能限制过电压能力很好无无自生谐波量小有无吸收谐波能力好好无噪音大较小很小损耗率约（0.7～1)％约（0.5～0.7)％约（0.3～0.5）％可否直接接于超高压有可能不可不可控制灵活性差好好运行维护简单较复杂较复杂几种静补装置的比较无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第15页!实际SVC接线示例无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第16页!TCR阀组控制系统水冷系统无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第17页!（1）国际输配电系统：全世界约400套，总容量60Gvar工业企业：全世界约600套，总容量40Gvar（2）国内输配电系统：7套6套进口，容量分别105～170MvarCEPRI一套，100Mvar工业企业：约100套SVC的应用无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第18页!TSC型滤波补偿装置原理补偿支路投切控制时序无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第19页!无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第20页!需收集的数据资料（1）电能质量标准，考核指标及限值（2）负荷性质、无功需求、相关污染情况（3）实测数据（4）运行电压区间、最大最小短路容量等（5）相关指标的分配系数无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第21页!某六脉动负载滤波效果示意无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第22页!APF补偿谐波电流原理图4.4有源滤波器无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第23页!UU2.1无功影响

1.线路压降

2.线路功率损耗2无功影响与谐波危害无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第24页!T4430电压VP(pu)0200.81.00.6601001401.2无功动态调节后的节点P-V曲线VPVjX动态无功补偿abP无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第25页!谐波对同步、异步电机的影响主要是引起附加损耗，产生温升；其次是产生机械振动、噪声。谐波对变压器的影响除引起变压器绕组附加损耗外，也引起外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热，并且有可能引起局部的严重过热，并使噪声增大。谐波引起电缆损坏的主要原因是局部放电，介损和温升的增大。2.2谐波危害无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第26页!谐波使电容器的运行电流有效值增加，温升增高，引起过热而降低电容器的使用寿命或使电容器损坏；叠加在电容器基波电压上的谐波电压，使电容器运行电压的有效值和峰值电压增大，使电容器在运行中发生的局部放电不能熄灭；谐波使电容器组中的电抗器的谐波电压很高，特别是可能出现尖顶波，其峰值电压可能造成电抗器匝间绝缘的损坏。无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第27页!谐波污染源冶金行业：交流电弧炉、直流电弧炉、钢包精炼炉、中频炉、轧钢设备、电解设备化工行业：化工整流负荷交通运输：电气化铁路、地铁、轻轨、有轨和无轨电车其它：变频调速设备、电焊设备、低压用电设备（开关电源、节能灯、UPS等）无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第28页!中频炉电气特点中频炉在接近满载状态下功率因数较高，可达0.9（甚至更高），一般其平均功率因数较高,可达0.851000kW以下的中频装置通常采用6脉波整流,1000kW以上的中频装置根据容量大小,采用12脉波、24脉波整流中频炉对电网的影响主要是谐波，电压波动和闪变无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第29页!中频炉谐波频谱（12脉冲整流）无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第30页!不同类型轧钢负荷变化曲线轧钢负荷冲击曲线有2种类型：间断性脉冲状的矩形波阶梯型上升和下降的梯型波无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第31页!3.1无功补偿技术发展的背景（1）电网侧无功补偿的需要•动态补偿系统无功、调节电压及降损•系统故障时的动态电压支撑，提高系统暂态稳定性

•系统正常运行时，改善周边冲击性负载对系统的影响（2）负载侧•动态调节受端电压，提高负载工作效率•动态补偿负载波动性无功，提高功率因数，减轻力率罚款

•滤除谐波，改善电能质量指标，保护其他用电设备3无功补偿方法无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第32页!3.3常用的无功电压控制手段电容（LC滤波）补偿无功输出优点：经济实用2.有载调压调压，间接影响无功负面影响防御措施：低压自动减负荷、足够的备用无功3.SVC先进的动态无功补偿装置显著的动态补偿作用，代表近期无功补偿的发展方向4.其他调控手段

电抗器、SR、TSC、SVG等无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第33页!运行分区电压无功调整策略1越上限越下限退电容器，可能要调分接开关降压2越上限合格调分接开关降压3越上限越上限投电容器，调分接开关降压4合格越上限投电容器5越下限越上限投电容器，可能要调分接开关升压6越下限合格调分接开关升压7越下限越下限退电容器，调分接开关升压8合格越下限退电容器9合格合格—123456789UHULQLQH功率因数偏低功率因数超前无功电压的九区图控制策略无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第34页!SVC装置的结构FC＋TCR结构无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第35页!

并联电容器组/滤波器组：主要由电力电容器、串联电抗器、放电线圈、避雷器、刀闸、断路器等组成。

TCR支路：主要由相控电抗器、避雷器、晶闸管阀组、刀闸、断路器等组成。

晶闸管阀组：由晶闸管元件、阻尼电阻、阻尼电容、水冷散热器、晶闸管电子板等组成。

全封闭式纯水冷却系统：由主循环泵、去离子树脂、缓冲罐、氮气瓶、补液泵、补液罐、加热器、精密过滤器、户外水风换热器等主要部件组成。

SVC控制及保护系统：由监控屏、调节屏、人机界面屏、保护屏、故障录波屏等组成。SVC的系统构成无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第36页!晶闸管阀组无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第37页!SR结构及U/I特性无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第38页!110kV1500MVA典型的和最常用的抑制与补偿方法是加装并联无源滤波器。优点：经济，实用，制造简单，维护方便。缺点：设计不合理可能诱发谐振。11kV260MVAT允许少量谐波流入系统M整流装置5th7thHP无源滤波器直流电机·····注入的总谐波电流4.1无源滤波器（LC）4谐波治理手段无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第39页!无源滤波器（LC）设计流程资料收集系统背景测试谐波注入量归算方案设计特性校核补偿效果分析确定补偿方案不满足要求无功补偿谐波治理李群共43页，您现在浏览的是第40页!