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滤波补偿柜消弧柜有源滤波柜

低压SVG 电话18605109999

 
 
 

日志

 
 

油田磁悬浮电机无功补偿兼谐波治理装置  

2010-11-27 18:45:43|  分类: 无功补偿谐波治理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 版   本

 

 

 

    日    期

 测 试 人

 方案编辑

   审 核

  批   准

  说   明

    01

2009年5月22日

  单博博

  单博博

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


联系人:单博博

电话:0577-62679019

传真:0577-62679016

网址:http://www.zhoro.cn

邮箱:gydqsjzx@qq.com

测试分析报告

1、基本情况

时间:2009年5月22号下午

人员:单博博

 测试仪器:FLUKE434

                                            接线形式

      接线形式参数设置范围                  (电压波形)正弦交流信号的有效电压值

VPK半周期电压的峰值                           CFV波形电压测量范围

                                           ARMS=电流的真方均根值包括直流分量

 APK=半周期电流的峰值                 CFA=电流峰值系数

%THD-F——电压的总谐波畸变百分比(相应于基波)

%THD-F——电压的总谐波畸变百分比(相应于基波)

 

一、             执行负荷介绍

胜利油田采油区变频控制柜90

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 

2010年11月27日 - 单博博 - 无功补偿动态补偿谐波治理消弧消谐过电压

 0V系统:申请用电容量为1600KVA=1600KVA,

主要负荷为:往复式潜油泵设备,额定电压900V,实际电压大概915V左右,单台设备额定电流名牌标称电流(50A),上限频率8HZ-15HZ,下限频率-18HZ-24HZ,潜油泵共24台,其中运行15台,运行过程中会产品高次谐波,变频启动会产品无功冲击大,影响电网电能质量,运行过程中会直接影响电网电能质量,必要针对低压电能质量进行电能质量改善,根据现场测量的用电设备参数,我公司参照以往油田采油机变频控制的实测数据防真模拟的谐波情况,具体防真分析效果如下:

标准

电压

KV

基准短路容量

MVA

谐波次数及谐波电流允许值

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

0.38

10

78

62

39

62

26

44

19

21

16

28

13

24

11

12

9.7

18

8.6

16

7.8

8.9

7.1

14

6.5

12

6

100

43

34

21

34

14

24

11

11

8.5

16

7.1

13

6.1

6.8

5.3

10

4.7

9.0

4.3

4.9

3.9

7.4

3.6

6.8

10

100

26

20

13

20

8.5

15

6.4

6.8

5.1

9.3

4.3

7.9

3.7

4.1

3.2

6.0

2.8

5.4

2.6

2.9

2.3

4.5

2.1

4.1

35

250

15

12

7.7

12

5.1

8.8

3.8

4.1

3.1

5.6

2.6

4.7

2..2

2..5

1.9

3.6.

1.7

3.2

1.5

1.8

1.4

2.7

1.3

2.5

66

500

16

13

8.1

13

5.4

9.3

4.1

4.3

3.3

5.9

2.7

5.0

2.3

2.6

2.0

3.8

1.8

3.4

1.6

1.9

1.5

2.8

1.4

2.6

110

750

12

9.6

6.0

9.6

4.0

6.8

3.0

3.2

2.4

4.3

2.0

3.7

1.7

1.9

1.5

2.8

1.3

2.5

1.2

1.4

1.1

2..1

1.0

1.9

表注入PCC点各次谐波电流限值

 

注:当电网公共连接点的最小短路容量不同于表2基准短路容量时,按下式修正表2中的谐波电流允许值:  Ih=Sk1/Sk2×Ihp …………………………(B1)

 

电网标称电压

     KV

电压总谐波畸变率%

各次谐波电压含有率%

 奇次             偶次

0.38

5.0

4.0

2.0

6

4.0

3.2

1.6

10

35

3.0

2.4

1.2

66

110

2.0

1.6

0.8

表 PCC点谐波电压总畸变率

 

治理前:

 

1次

3次

5次

7次

9次

11次

13次

15次

实际值

94.6×3

25.7×3

71.5×3

53.4×3

9.3×3

16.1×3

9.3×3

3.7×3

国标限值

 

62

62

44

21

28

24

12

说明

5-7次谐波超标

 治理后:

 

1次

3次

5次

7次

9次

11次

13次

15次

实际值

   

15×3

19×3

17×3

6×3

7×3

5×3

2×3

国标限值

 

62

62

44

21

28

24

12

说明

 

 

集中无功补偿谐波治理思路:

胜利油田采油区配电的谐波主要是采油机变频控制柜。目前,在胜利油田采用的抽油设备中,以变频控制抽油机应用最为普遍,数量也最多。一方面,抽油机运动为反复地上下提升,一个冲程提升一次,由于电机转速一定,下降过程中,负荷减轻,电机拖动产生的能量无法被负载吸引,势必会寻找能量消耗的渠道,导致电机进入再生发电状态,将多余的能量反馈到电网,引起主回路母线电压的升高,势必会对整个电网产生冲击,导致电网供电质量下降,功率因数降低,对变频控制模块及电动机没有可靠的保护功能,一旦设备损害,造成生产效率降低、维护量加大,极不利于抽油设备的节能降耗,给企业造成较大的经济损失。在这个同时变频器密集运行的场所,在运行的过程中会产生大量谐波电流谐波电压,导致电能质量略变,主要调控设备为大功率IGBT在运行过程中给电网造成,功率因数低,谐波污染大,隔离效果差,出现电位差,谐波巨增,对变压器来承受的共模电压对绝缘的冲击和谐波热能损耗。

因此我公司给出的治理思想是从谐波源头处理,集中对5-7-11次谐波进行治理,其优点是5-7次谐波治理效果好,在谐波源侧滤除谐波,进而降低流过供电设备的谐波电流,达到降低供电系统运行温度,改善谐波电压谐波电流,提高供电设备运行寿命,避免供电设备由于过热误动作而逐渐绝缘老化进而由于天气潮湿等造成系统短路等严重故障等。

2、产生谐波电流评估

分析结果的谐波评估报告显示其在0.9kV侧的5次谐波电流超标:实际值为(71.5A*3),

国标限定值为:62A ;7次谐波电流超标:实际值为(53.4A*3),国标限定值为:44A 。

 因此,只要对谐波源进行谐波治理,就能使整个供电系统设备安全运行。

二、现有配电变压器参数

1、上一级供电变压器容量:

S=1600KVA   UK:4 .5%   Vrms=915.9V    THDi=94.6%   THDv=5.6%

 

补偿前

 

 

补偿后

 

 

有功功率

补偿功率

Cosθ1

Sinθ1

Tagθ1

Cosθ2

Sinθ2

Tagθ2

P         (KW)

Q     (KVAR)

0.747

0.664824

0.889992

0.95

0.3122499

0.3286841

1600

900

 

三.治理方案

1、设备选型

我们采用一套专用真空接触器滤波器组(ZRTBBL)进行无功补偿和谐波治理。

2、无功补偿量

考虑到现场的无功补偿和谐波治理后确定具体的容量如下:

无功补偿容量:ΔQ= 900kvar

3、主电路设计

ZRTBBL支路:各支路皆采用为5次-7次LC滤波器-11次高通滤波器。

各支路的基波无功容量比为:1:1:1:1 :1:1:1 :1:1 ;

投切顺序为:支路按照先投先切的循环投切方式高通支路按照无功需求投切。

补偿容量:900kvar;;

四、一次设计

乐清市中容电力补偿设备有限公司研制生产的低压谐波滤除装置是专用于低压电网3次、5次、7次、11次、13次及以上的谐波无源滤波装置。适用于中频冶炼、变频、轧钢、整流设备等的环境。该装置采用了电感和电容器组成串联谐振吸收回路,有效的将负载产生的谐波加以吸收,从而避免将谐波电流返送到电力变压器,大大降低电网的谐波量,同时有利于用户电力变压器的运行,降低功耗,提高设备和其它电器组件的可靠性。此外该设备还提供一定容量的无功功率补偿,提高用户负载的运行效率。该装置分综合控制柜和电抗柜,视用户要求不同,配置的滤除谐波次数也不同。通常一套ZRTBBL系统可滤除4种谐波。系统的操作可分自动运行和手动操作。


1.2谐波的基本定义及基础知识

1.2.1领域内关键词语的基本概念

★ 谐波:(harmonic)对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解,得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。我国供电系统频率为50Hz,所以5次谐波的频率为250 Hz。7次谐波的频率为350 Hz。11次谐波的频率为550 Hz,13次谐波的频率为650 Hz。

★ 公共连接点:(PCC)用户接入电网的连接处。

★ 总谐波畸变率:(THD)周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。电压总谐波畸变率以THDU表示,电流总谐波畸变率以THDI表示。

★ 谐波源(harmonic source):向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。

★ 感性无功:电动机,变压器在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等,这种功率叫感性无功功率。

★ 容性无功电容器在交流电网中接通时在一个周期内,上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等,不消耗能量,这种充放电功率叫容性无功功率。

★ 功率因数:有功功率与视在功率的比值称为功率数。

★ 功率因数调整电费:实行两部分电价制度的用电企业,供电部门根据用户平均功率因数而加收或减免的电费,称为功率因数调整电费

1.2.2谐波的产生和危害

● 谐波的产生

谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷,导致电流波形畸变造成的。我们对这些畸的变交流量进行傅立叶级数分解,即可得到50Hz的基波分量和频率为基波分量整数倍的谐波分量。

● 谐波的危害

    ★ 影响供电系统的稳定运行:供配电系统中的电力线路与电力变压器,一般采用电磁继电器,感应式继电器或新式微机保护进行检测保护,在系统中这些属于敏感元件,继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作,微机保护由于采用了整流采样电路,也及易受到谐波的影响导致误动或拒动,这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。

★ 影响电网的质量:高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变,另外相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率,从而降低电网电压,增加电路损耗,浪费电网容量。

    ★ 影响供电系统的无功补偿设备:供电系统变电站均有无功补偿设备,当谐波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷,使电容异常发热:另外谐波的存在还会加快电容器绝缘介质的老化,缩短电容的使用寿命。

★ 影响电力变压器的使用:谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加,直接影响变压器的使用效率;还会造成变压器噪声增加,缩短变压器的使用寿命。

  ★ 影响用电设备:谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降,噪声增大;使低压开关设备产生误动作;对工业企业自动化的正常通讯造成干扰,影响电力电子计量设备的准确性。

1.2.3治理谐波及补偿无功功率的重要性

采用专门的滤波装置能够有效的滤除高次谐波,同时向电网提供容性无功功率,其重要性主要表现在以下方面:

    ★ 滤除高次谐波能够定化用电环境,降低视在功率,减少谐波电流在用电设备和输配电设备中的发热,直接节省有功功率;消除由于谐波产生的震动,延长电器的使用寿命;有效的消除对敏感元件的影响。

★ 由于滤波回路是由电抗器和电容器串联形成的,所以在滤波的过程中能向电网注入容性无功,提高了功率因数,这样就能避免供电部门高额的功率因数调整电费,由于无功电流的抵消,也相当于提高了配电设备的容量,减少了线损。无功功率补偿还能提升末端的电网电压,对优化用电环境有很重要的意义。

    在设计滤波器时,首先应满足各种负载水平下对谐波限制的技术要求,然后在次前提下,使滤波器在经济上最为合理。除以上经济分析外,设计滤波器还应注意以下两点:

1)单调滤波器的谐振频率会因电容,电感参数的偏差或变化而改变,电网频率会有一定的波动,这将导致滤波器失谐。设计时应保证在正常是谐的情况下滤波装置仍能满足各项要求。

2)电网阻抗变化对滤波装置尤其是其中的单调谐滤波器的滤波效果有较大影响,而更为严重的是,电网阻抗与滤波装置有发生并联谐振的可能,设计时应充分予以考虑。

特点:

实时跟踪负荷变化,快速自动进行无功调节,使电网的功率因数保持最佳状态;

对平衡负荷系统进行三相共补;

先进的快速数字信号处理及控制系统,保证装置响应时间;

采用高性能真空接触器投切,投切可靠,损耗小;

具有超限报警和保护闭锁功能,报警限值可由用户设定;

具有手动控制和自动控制两种工作方式,便于调试;

符合 IEC(国际电工委员会)相关标准,充分保障的安全性和可靠性;

符合高等级的抗扰度国际标准,在恶劣电磁环境下可靠工作。

本公司提供优良的产品及优质的售后服务,不断地采用新技术对产品的硬件及配

进行升级和改进,使产品在性能、质量、精度上都能不断地提高和
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