几种电能质量治理产品比较
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现在主要的动态补偿方式为TCR型SVC、MCR型SVC和SVG三种方式,以下分别介绍这三种动态无功补偿方式的原理,并且通过占地面积、响应速度、损耗、噪音等性能指标来论述这三种补偿方式的特点。
一、 MCR型动态无功补偿装置MCR+FC型动态无功补偿装置上世纪60年代由英国GEC公司制成第一台自饱和电抗器型SVC,后期俄罗斯人演变为可控饱和电抗器(CSR)型,也可称为MCR型动态无功补偿装置。
其原理是三相饱和电抗器的工作绕组并联在电网上,通过改变饱和电抗器的直流控制绕组的励磁电流,借以改变铁心的饱和特性,从而改变工作绕组的感抗,达到改变其所吸收的无功功率的目的。
图九 MCR无功补偿原理磁阀式可控电抗器的主铁心分裂为两半(即铁心1和铁心2),截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段,四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上(半铁心柱上的线圈总匝数为N),每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ= N2 / N 的抽头,它们之间接有晶闸管KP1 ( KP2 ),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后,并联至电网电源,续流二极管则横跨在交叉端点上。
在整个容量调节范围内,只有小面积段的磁路饱和,其余段均处于未饱和的线性状态,通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。
在电源的一个工频周期内,晶闸管KP1 、KP2 的轮流导通起了全波整流的作用,二极管起着续流作用。
改变KP1 、KP2 的触发角便可改变控制电流的大小,从而改变电抗器铁心的饱和度,以平滑连续地调节电抗器的容量。
占地面积由于MCR没有像TCR一样采用晶闸管阀组以及空心相控电抗器,而是采用晶闸管控制部分饱和式电抗器,因此,比TCR面积要小。
响应速度MCR型SVC的响应速度一般在100 ~ 300ms之内。
可控式饱和电抗器铁芯内的磁通有惯性,从空载到额定的变化,一般在秒级以上。
虽然现在也可采取一些措施提高MCR型SVC的响应速度,但一般也很难低于150ms。
电能质量产品介绍电能质量是指电力系统供电质量的好坏程度,主要包括电压波动、频率偏差、谐波、电能质量污染等。
在煤矿行业,电能质量对煤矿设备的正常运行和生产效率的提高起着关键性的作用。
本文将为您介绍一些常见的电能质量产品,以帮助煤矿行业提高电能质量,提升生产效率。
1.功率因数校正装置功率因数是电能利用的关键指标之一,它表示有功功率与视在功率之间的比值。
功率因数越低,说明无效功率越大,电能利用效率越低。
功率因数校正装置可以通过对电流和电压进行监测和调整,实现功率因数的校正,减少无效功率损耗,提高电能利用效率。
2.频率转换器频率是电能质量的重要指标之一,特别是对于一些精密设备,频率稳定性要求非常高。
频率转换器可以通过对输入电源的频率进行调整,将不稳定的电源频率转换为稳定的输出频率,确保设备的正常运行。
3.无功发生器无功功率是指电力系统中产生的无功电流和电压的乘积,它会导致功率因数下降和电能损失。
无功发生器可以通过自动控制方式,实时调整无功功率的大小和相位,提高电力系统的功率因数,减少电能损耗。
4.高压滤波器电能质量污染是指电力系统中存在的谐波、尖峰、浪涌等问题,会对设备的正常运行和寿命造成影响。
高压滤波器可以通过滤除谐波、尖峰等噪声信号,使电能质量恢复到正常水平,保护设备免受电能质量污染的影响。
5.电涌保护器电涌是指电力系统中突然发生的电压或电流的瞬时增加,会对设备的正常运行和寿命造成严重影响。
电涌保护器可以通过快速检测和拦截电涌,保护设备免受电涌的破坏。
6.电能质量检测仪电能质量检测仪是一种能够同时监测和记录电能质量各项指标的设备。
它可以对电压波动、频率偏差、谐波、电能质量污染等进行实时监测和分析,帮助煤矿行业了解电能质量情况,及时采取相应的措施进行改进。
总之,电能质量产品在煤矿行业中起着重要作用,可以有效提高电能质量,保证设备的正常运行,提高生产效率。
选择适合的电能质量产品,对于煤矿行业来说是非常必要和重要的。
浅谈电压暂降的几种治理方案的对比分析发布时间:2022-07-22T02:16:46.672Z 来源:《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者:彭友刚吉翔杨超李海彭冯杰[导读] 近年来,非线性、冲击性和不对称负荷造成的诸如电压波动、电压跌落、谐波等电能质量问彭友刚吉翔杨超李海彭冯杰中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳市621000摘要:近年来,非线性、冲击性和不对称负荷造成的诸如电压波动、电压跌落、谐波等电能质量问题,引起了业界广泛关注。
随着现代电力工业的快速发展和系统中用电负荷结构的重大变化,工厂和办公自动化对电子设备的依赖性快速增长。
对于电力用户来说,电压暂降正成为一个主要的问题。
电能从发出到使用的整个过程中要跨越广阔的地理区域,这其中整个传输系统普遍遭遇闪电、暴雨、大风、施工、人员误操作等意外,引起短路故障导致的电压暂降现象,有些足以影响到敏感设备的正常运行。
据统计和案例反映,以雷击、大风和冰雪灾害为代表的恶劣天气是电力系统发生暂态电压扰动事件的重要诱因。
因此,大部分的暂态电压扰动无法从系统侧避免,用户应根据自身情况,针对电压敏感的关键设备,就地采取相应的治理措施。
本文针对四种治理方案分别进行拓扑对比分析,阐述各自的优势与特点,以实现在不同的需求下达到最优的设计。
关键词:暂降;暂升;电力电子调压装置;一、引言由于电能从发出到使用的整个过程中要跨越广阔的地理区域,这其中整个传输系统普遍遭遇闪电、暴雨、大风、施工、人员误操作等意外,引起短路故障导致的电压暂降现象,有些足以影响到敏感设备的正常运行[[[] 王宾, 潘贞存, 徐丙垠. 配电系统电压跌落问题的分析[J].电网技术, 2004, 28(2):4.]],而随着现代工业的发展,用户对供电质量的要求不断提高,对电网供电质量越来越高。
目前针对暂降/暂升等现象,较通用的方案有:双电源供电、采用加装UPS方案、或者采用在线式A VC方案。
电能质量问题分析与治理电能质量是指电网电能满足用户负载性能要求的能力,其指标包括电压稳定性、频率稳定性、谐波、波形畸变等。
电能质量问题不仅会影响电器设备的使用寿命和性能,还会造成电能的浪费和对环境的污染。
因此,电能质量问题的分析和治理也成为了当今电力领域的重要议题。
电能质量问题的原因电能质量问题的出现是由于电力系统中各种因素的影响,包括电源、电网、负载等因素。
其中,电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等;电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等;负载方面的因素则主要包括非线性负载等。
电源方面的因素电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等。
电压波动是指电网电压在一定时间内突然变化的现象,例如因短路故障、大负荷启动等原因造成电网电压瞬间降低或升高。
电压闪变则是指电网电压的瞬间变化,例如当大型电动机启动时,其突然的电流冲击会引起电压的瞬间下降,从而影响电能质量。
电压谐波则是指电网电压中包含有超过基波频率的波形,其存在主要是由于非线性负载所导致的。
电网方面的因素电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等。
短路故障是指电力系统中线路短路故障导致电站输出电能下降或中断,从而影响电能质量。
线路阻抗则是指线路本身的电阻和电感,其存在会使得电能传输时会出现损耗并影响电能质量。
负载方面的因素负载方面的因素主要包括非线性负载等。
非线性负载指的是与电源输出电压不成线性关系的负载,例如电动机、放电灯、电子设备等。
由于非线性负载会产生电磁干扰和谐波,从而导致电能质量问题的出现。
电能质量问题的治理针对电能质量问题,需要采取一系列的技术手段和管理措施进行治理。
其中,技术手段主要包括改进供电网的质量和稳定性、提高电器设备的质量、采用滤波器和无功补偿等措施;管理措施则主要包括制定相关的技术标准和规范、加强对电能质量监测和测试、加强对新能源电力系统的规划和建设等。
改进供电网的质量和稳定性在电能质量问题治理中,一个重要的方向就是改进供电网的质量和稳定性。
APF,SVG共同治理谐波以及功率因数,并杜绝谐振的应用上海正泰电源系统股份有限公司,自主研发的电能治理产品,架构及技术源自太阳能光伏系统的传承,经过了长期及大量研发和系统算法积累等经验,一经推出,在治理谐波及无功补偿方面变现了相当不错的效果。
电能质量产品APF(谐波治理),SVG(动态无功补偿)产品:●均采用三电平架构,模块化设计;●SVPWM控制技术;●采用IGBT作为逆变器件;●双芯片控制(DSP,CPLD),提高系统的动态工作性能。
三电平架构●每个器件只承受母线电压的一半。
●dv/dt降低为两电平的一半。
输出电压电平数的增多,每个电平相对幅值降低,电压变化减少,电流脉动降低,降低电磁干扰。
治理效果总结开启有源电力滤波器APF及动态无功补偿SVG后:●A\B\C三相电压畸变率分别由14.1%\14.6%\14%下降到1.9%\2.4%\1.8%,显著降低了现场设备的谐波电压含量。
满足国标GB14549-93的要求。
●A\B\C三相电流畸变率分别由46.1%\46.4%\46%下降到1.7%\2.7%\2.4%,显著降低了现场设备输出的谐波电流含量。
●A\B\C三相电流曲线由原先不规则的波形变为稳定的正弦波回馈电网,对电网稳定运行起到了积极的作用。
●针对单次谐波数据分析,有源电力滤波器APF的使用,显著降低了现场的谐波电流含量,有效保护了现场用电系统的稳定运行。
●有源电力滤波器APF的开启前后,三相系统电压及电流波形发生变化,三相电流波形统一由原先明显的复合型波形归于与电压波形相同的正弦波型。
●动态无功补偿SVG替代传统的电容无功补偿系统,避免由电容无功补偿系统引起的谐振问题,从而使系统运行更平稳,保护用电设备。
●动态无功补偿SVG及源电力滤波器APF的开启前后,功率因数显著提高,从而减免用电企业的电费利率罚款。
PF(含谐波分量)功率因数分别由0.697/0.726/0.751大幅提升至0.971/0.958/0.967;COSφ(不含谐波分量)功率因数从0.911/0.941/0.928提升至0.979/0.993/0.972。
1、产品概述1.1 产品介绍SEAGREE(电能质量综合治理模块)产品是针对400V低压配电网三相负荷不平衡、无功缺额、谐波超标等电能质量问题综合治理的一种分布式解决方案,该方案不仅解决配网存在的电能质量问题,重点是在解决以上电能质量问题的基础上,降低低压配网线损率、优化由于电能质量问题造成的低电压问题,真正意义上实现了电能质量就近式治理。
模块尺寸图:(一本书的大小)1.2 技术参数1.2.1 技术规格参数1.2.2 SEAGREE原理a.不平衡补偿:通过外接电流互感器(CT)实时检测系统电流,并将系统电流信息发送给内部控制器进行处理分析,以判断系统是否处于不平衡状态,同时计算出达到平衡状态时各相所需转换的电流值,然后将信号发送给内部SIC-MOS并驱动其动作,将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相,最后达到三相平衡状态,减少不平衡负载对终端变压器运行的不利影响。
b.无功补偿:无功补偿应包含对基波无功功率的补偿和对谐波产生的无功功率的补偿,电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的,不仅大多数网络元件消耗无功功率,大多数负荷也需要消耗无功功率。
网络元件和负荷所需要的无功功率必需从网络中某个地方获得。
显然,这些所需的无功功率如果都要由系统电源提供并经过长距离传送是不合理的,通常也是不可能的。
电能质量综合治理装置也可提高供用电系统及负荷的功率因数,降低设备容量,减少功率损耗。
稳定受电端及电网的电压,提高供电质量。
控制装置的输出电压的相位,实现感性和容性无功的补偿。
c.电流谐波抑制(滤波):电流谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气装备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。
谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。
谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。
对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
电能质量的治理摘要: 介绍了电能质量问题带来的危害,分析了影响电能质量的原因及治理方案,以及简要叙述了电能质量的国家标准。
关键词:电能质量;治理;国家标准一、引言随着近些年冶金、化学工业及电气化铁路的发展, 大型电弧炉、电力机车、整流设备、变频装置等非线性用电设备越来越多。
这些非线性负荷及冲击性负荷, 对电力系统的/ 污染0日趋严重, 造成系统电压、电流波形的严重畸变, 三相电压、电流的不平衡度加大,电能质量下降, 给发、供电设备及用户用电设备带来严重危害, 并使国民经济遭受损害,因此对电能质量进行治理十分重要。
我国已先后颁布了6 个有关电能质量的国家标准, 即电力系统频率允许偏差、供电电压允许偏差、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压。
但在实际治理过程中面临的1 个很重要的问题是如何根据电能质量标准依法管理电能质量。
图1:电能质量现象部分波形图二、电能质量问题的危害电网电压的波动、跌落、骤升、不平衡、谐波等除了影响电能质量敏感负荷正常工作外,还会有一下几项危害:1、使电网中的元件产生附加损耗,降低发电、输电以及用电设备的效率和使用寿命;2、导致继电保护和自动装置的误动作,并可能使电器测量仪表剂量不准;3、产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部过热;4、谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,甚至损坏;5、谐波还会导致公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,大大增加了谐波的危害性,有时会引起严重的事故;高次谐波还会对临近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声、降低通信质量;6、在电压严重不平衡时,会使对于电压过零点有严格要求的某些直流电机发生故障。
三、影响电能质量的因素1.电压偏差的产生(1) 系统电源阻抗和峰、谷负荷的存在是产生电压偏差的主要原因。
同时系统无功电源没有达到分层控制和动态就地平衡的原则就地平衡, 导致系统无功容量严重不足, 或电容器、调相机不能按照功率因数自动投切也增加了附加电压偏差。
电能质量治理国外典型案例一、美国某大型数据中心的电能质量治理。
在美国,有一个超大型的数据中心,就像一个超级大脑,存储着海量的数据。
这个数据中心可是用电大户,但之前老是被电能质量问题搞得焦头烂额。
那时候,服务器经常莫名其妙地出现故障。
有时候数据传输就像蜗牛爬行一样慢,甚至还会中断。
经过一番检查,发现是电能质量捣的鬼。
电压波动就像坐过山车一样,一会儿高一会儿低,而且谐波含量还特别高,就像音乐里的杂音一样,搞得电气设备都没法好好工作。
于是呢,他们就采取了一系列电能质量治理措施。
安装了大型的静止无功补偿器(SVC)。
这个SVC就像一个超级稳定器,能快速地调节电压,让电压波动的“过山车”平稳下来。
然后,又配备了专门的有源电力滤波器(APF),这个APF就像一个电能清洁工,把那些谐波“杂音”都给过滤掉了。
经过这么一番治理之后,效果那是相当显著。
服务器就像被打了强心剂一样,运行得又快又稳,数据传输也变得顺畅无比,就像在高速公路上开车一样。
再也没有因为电能质量问题而出现故障了,数据中心的运营成本也因为设备寿命的延长而降低了不少。
二、德国某工业制造企业的电能质量改善。
德国有一家很厉害的工业制造企业,生产各种精密的机械零件。
他们的生产设备可都是高科技的精密仪器,对电能质量的要求就像科学家做实验一样精确。
可是,这个企业也遇到了电能质量的麻烦。
在生产过程中,有些设备生产出来的零件精度老是不达标。
比如说,本来应该是误差在微米级别的零件,结果误差变得很大。
经过排查,发现是电能质量影响了设备的正常运行。
工厂里的电力系统存在三相不平衡的问题,就像三条腿的桌子有一条腿短了一样,而且还有电压闪变,就像灯光在不停地闪烁,这让设备的控制系统都懵圈了。
为了解决这个问题,他们采用了一种智能电能质量治理系统。
这个系统可以实时监测电能质量的各项参数,就像一个24小时不休息的警卫员。
一旦发现三相不平衡或者电压闪变等问题,就会自动调整。
他们在车间的配电箱附近安装了一些特殊的三相平衡调节装置,把三条腿不一样长的“桌子”给调整平衡了。
电能质量治理-行业深度解析根据IEC(1000-2-2/4)标准,电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。
理想的电能应该是完美对称的正弦波。
一些因素会使波形偏离对称正弦,由此便产生了电能质量问题。
从严格意思上讲,衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
目录1 电能质量治理产业定义与分类1. 1.1 电能质量治理产业定义2. 1.2 电能质量治理产业主要产品分类2 电能质量治理产业政策环境分析3 电能质量治理产业产业链分析4 电能质量治理产业发展状况分析5 国际电能质量治理产业知名企业6 中国电能质量治理产业领先企业7 中国电能质量治理产业五力竞争模型分析1.7.1 上游供应商议价能力分析2.7.2 下游客户议价能力分析3.7.3 潜在进入者威胁分析4.7.4 替代品威胁分析5.7.5 行业现有企业竞争分析6.7.6 竞争情况总结电能质量治理产业定义与分类电能质量治理产业定义根据IEC(1000-2-2/4)标准,电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。
理想的电能应该是完美对称的正弦波。
一些因素会使波形偏离对称正弦,由此便产生了电能质量问题。
从严格意思上讲,衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
电能质量治理产业主要产品分类从现存的电能质量问题的设备和解决方案看,主要可以分为三类:电能质量监测系统,帮助用户了解电网供电或用电的状态;电能质量治理设备,从电压、谐波、功率因数等方面对电能质量问题进行修正和完善;软件系统,帮助企业实现电能质量监控和治理的自动化。
电能质量治理产业政策环境分析我国从1993年出台《电能质量公用电网谐波》至2010年出台《电力需求侧管理办法》,期间相继出台了多项政策扶持电能质量治理产品的发展,而近期北京、江苏、上海等地也出台了相关政策支持电能质量治理装置的发展。
图表:我国电能质量治理相关政策电能质量治理产业产业链分析电能质量治理产业的上游行业包括各基础工业材料供应商和核心部件及配件供应商。