ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用
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前言电力系统中的各种设备,由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作,或由于雷电、外力破坏等影响,可能发生故障和不正常运行情况。
电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除,或者发出各种信号。
电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高,各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。
现有的继电保护设备存在调试方法效率低,调试过程复杂,认为因素影响大,调试生产在同一场地完成设备,这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。
电力系统是一个系统工程,其自动化产品需经组屏使用,对整屏仅仅采用人工对线是不够的,为了提高整屏质量,要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验,相对于原来的调试方式,投资少,体积小,接线方式更改方便,并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要,为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。
继电保护随着电路系统的发展孕育而生,随着科技的发展,保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置,再到日前广泛应用的微机保护,新技术的应用在其中起到了积极的作用。
而目前电力系统的整定计算,多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线,工作耗时较长,效率较低。
ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件,该模块可有效应用于继电保护整定计算,方便校验,并且可以对任意支路生成时间电流曲线(TCC曲线),可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。
本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先利用ETAP进行建模,然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真,进行短路计算,获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
11.电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用输电线路、变压器、供电网络和用电设备组成了供用电系统。
ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用【摘要】烧结厂的供配电设计对生产线稳定运行和安全生产至关重要。
ETAP软件作为电力系统设计和分析的领先平台,为烧结厂供配电设计提供了便捷而高效的解决方案。
本文首先介绍了ETAP软件及其在烧结厂供配电设计中的重要性,然后详细分析了ETAP软件在该领域中的功能应用和优势。
通过实际案例分析,展示了ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用价值和未来发展趋势。
最后探讨了ETAP软件对烧结厂供配电设计的影响,总结了其带来的好处,并展望了未来ETAP软件在该领域的发展方向。
通过本文的研究,可以更好地了解ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用价值和潜力,为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。
【关键词】烧结厂、供配电设计、ETAP软件、功能应用、优势、案例分析、未来发展趋势、影响、总结、发展方向、好处。
1. 引言1.1 烧结厂供配电设计的重要性烧结厂供配电设计是烧结生产过程中至关重要的一环。
烧结是指采用一定粒度的矿石和添加剂将其混合均匀,然后在高温环境下烧结成块状物料的过程。
在整个烧结过程中,电力设备的供配电系统起着至关重要的作用,它直接影响到烧结生产线的稳定运行和电力设备的安全性能。
合理、稳定的供配电设计不仅可以提高烧结生产线的运行效率,还可以确保电力设备的安全运行,降低事故风险。
1.2 ETAP软件的介绍ETAP软件是一款专业的电力系统设计和分析软件,广泛应用于各种工业领域中。
ETAP软件拥有强大的功能和灵活的设计工具,可以帮助工程师快速而准确地进行电力系统的设计和分析。
ETAP软件可以模拟各种电力系统情况,包括电力负荷、短路、过载、故障等,从而帮助工程师更好地理解电力系统的运行情况。
ETAP软件具有直观的用户界面,用户可以通过图形化方式进行电力系统的建模和仿真。
ETAP软件还提供了丰富的库存元件,用户可以轻松地选择合适的元件进行建模。
ETAP软件还具有强大的计算功能,可以进行电力系统的稳态和暂态分析,帮助工程师评估电力系统的性能和稳定性。
谐波对海洋电气系统的影响及对策【摘要】海洋石油平台和储油轮上的电气系统一般为独立的电气系统,容量相对较小,电网中的谐波分量因此对电气系统的影响更为明显。
本文通过两个具体的例子阐述谐波对海洋石油电气系统的影响,并初步探讨如何消除海洋石油电气系统中的谐波或减少谐波对电气系统造成的影响。
【关键词】谐波影响谐波抑制1 谐波的概念交流电通常指理论上周期性的正弦波交流电;实际上,电网中存在大量的非正弦电量,若对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般为2≤n≤40。
2 谐波的影响一般,谐波对电气系统的影响和危害,就其后果来说,可分为两类:第一类是对电力设备的影响,此类影响可以造成设备损坏、缩短设备寿命、或降低出力等;第二类是对计算机、继电保护、控制器或系统、仪表、以及视听设施的影响,此类影响可以造成设备的工作失误或性能劣化。
具体表现为:(1)使系统的效率降低、设备过热、产生振动和噪声、绝缘老化、缩短使用寿命,甚至发生故障、烧毁。
(2)可导致可怕的谐振(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。
(3)可使继电保护和自动控制装置误动作。
(4)可影响电能计量的精度,使电能计量出现混乱。
对通讯系统和其它电子设备产生严重干扰。
3 谐波的产生(谐波源)要说明谐波源的问题,必须先说清楚电气系统中的线性负荷和非线性负荷。
线性负荷:只含有线性元件(电阻、电感或电容)的负荷,属于线性负荷,对于此类负荷,流过的电流与所施加的电压呈线性关系,如果施加的电压为正弦波,则流过的电流亦为正弦波,例如白炽灯、电动机。
某海上石油平台电力系统谐波检测方法及治理建议周正权【摘要】通常,海上石油平台为自主发、配、用电.但是,为了实现各平台之间用电的合理调配、节约能源,海上石油平台之间已经逐步实现并网,甚至有的平台已经接入岸电电网.但是,由于海上石油平台多使用变频器等设备,导致大量谐波影响供电质量.因此,主要根据某海上平台谐波产生原因进行检测分析,并提出了治理方案,以期提高海上平台供电网络的电能质量.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】3页(P164-166)【关键词】石油平台;高次谐波;电能质量【作者】周正权【作者单位】中海油能源发展装备技术有限公司,天津 300452【正文语种】中文0 引言某海上石油平台建成已有10年。
初始建设时,设计使用5台透平发电,未设计安装滤波器。
但是,在2014年4月份开始,由某陆地电力公司提供岸电并投入平台电网。
电力公司电网监测显示平台电网中存在谐波,原因是平台变频设备较多,导致整个电网产生较大的谐波而影响到电网。
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通常称为高次谐波,而基波是指其频率与工频(50 Hz)相同的分量。
高次谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”,亟待采取对策[1]。
因此,该平台为了提高电能质量,减少谐波对电网的污染,特对平台电网进行谐波源测试和评估。
1 谐波测试分析根据电力公司提供的谐波数据表,如表1所示,分析得出平台电网中主要是5次、11次、13次谐波较为严重。
因为5次谐波主要产生于变频设备,所以本次测试主要对平台产生较大谐波设备的区域——电潜泵ESP1#、ESP2#、ESP3#、ESP4#、ESP5#、PT11#、2# 谐波量进行测量。
本次采用Fluke 43B手持式单相谐波功率仪进行谐波检测。
Fluke 43B电能质量分析仪是一种将示波器、万用表和电能质量分析仪集于一体的手持仪器,功能包括有效值电压、电流、功率、基波功率因数、全功率因数、谐波、谐波相位、谐波失真总量等,并可进行记录谐波测量高达51次。
前言电力系统中的各种设备,由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作,或由于雷电、外力破坏等影响,可能发生故障和不正常运行情况。
电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除,或者发出各种信号。
电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高,各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。
现有的继电保护设备存在调试方法效率低,调试过程复杂,认为因素影响大,调试生产在同一场地完成设备,这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。
电力系统是一个系统工程,其自动化产品需经组屏使用,对整屏仅仅采用人工对线是不够的,为了提高整屏质量,要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验,相对于原来的调试方式,投资少,体积小,接线方式更改方便,并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要,为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。
继电保护随着电路系统的发展孕育而生,随着科技的发展,保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置,再到日前广泛应用的微机保护,新技术的应用在其中起到了积极的作用。
而目前电力系统的整定计算,多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线,工作耗时较长,效率较低。
ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件,该模块可有效应用于继电保护整定计算,方便校验,并且可以对任意支路生成时间电流曲线(TCC曲线),可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。
本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先利用ETAP进行建模,然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真,进行短路计算,获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
11.电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用输电线路、变压器、供电网络和用电设备组成了供用电系统。
基于ETAP仿真软件分布式光伏电站的谐波分析严龙(南京广能电力工程设计有限公司南京21000)摘要:根据电力行业和国家电网企业标准,10kV及以上新能源发电接入电力系统时,应提供电能质量评估报告,评估报告包括供电电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡、频率偏差、谐波和间谐波等电能质量指标,本文主要阐述对谐波的分析与评估。
关键词:电能质量、谐波电流、光伏发电、分布式1引言自2020年9月中国向世界郑重宣布“双碳”目标有以来,新能源行业迎来了前所未有的发展机遇,特别是分布式光伏发电项目成为投资热点,随着越来越多分布式光伏电站接入公共电网,为保证光伏发电系统接入到电网的电能质量符合规范要求,需对光伏电站接入的谐波进行分析与评估,本文以5.72MW分布式光伏电站为例,利用ETAP软件建模进行谐波分析。
2分布式光伏电站概况某分布式光伏发电系统,直流侧装机容量5720kWp:组件布置于厂房彩钢瓦屋面,由10400块550W单面单晶组件、16台300kW组串式逆变器、2台2500kVA升压变组成,变压器升压后经光伏开关站,接入用户10kV开闭所并网点,公共连接点(PCC)设置在供电局开关站10kV母线,系统最小短路容量为245MVA,供电容量为50MVA,用户10kV开闭所协议容量为10MVA。
3ETAP谐波分析3.1ETAP仿真软件简介ETAP19.01是一款专为电力系统工程师设计的电力系统建模和仿真软件工具,用于创建“电力数字孪生”并分析电力系统的动态,瞬变和保护。
ETAP19是为在MS-DOS操作系统上使用而开发的,主要功能包括短路电流计算、潮流分析、谐波分析等。
3.2分布式光伏电站设备建模使用ETAP19.01软件,新建本工程,在编辑模式下,根据光伏电站电气主接线图,添加系统、母线、电缆、升压变、光伏阵列等元器件,并根据本工程实际参数赋值,其中光伏阵列建模参数较多,要核对设计数据,最终建立光伏电站模型。
ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用随着工业化的不断发展,各行各业对电力的需求也越来越大。
而在烧结厂这样的工业生产场所,供配电系统更是至关重要的一环。
为了确保烧结设备能够正常运行,提高生产效率,保障生产安全,供配电系统的设计必须符合一定的标准和要求。
ETAP软件作为国际上领先的电力系统分析软件,在烧结厂供配电设计中发挥着重要的作用。
本文将从ETAP软件的特点、在烧结厂供配电设计中的应用等方面进行介绍。
ETAP软件是由美国ETAP公司开发的一套电力系统分析软件,具有强大的计算能力和丰富的模块。
ETAP软件可以进行电力系统的建模、分析、优化和仿真,可以用于潮流计算、短路分析、稳态和暂态稳定分析、谐波分析、过电压分析等方面。
在烧结厂供配电设计中,ETAP软件可以帮助工程师们进行电网建模、负载计算、故障分析、保护协调等工作,为供配电系统的设计提供科学的依据。
ETAP软件具有灵活全面的电力系统建模能力。
在烧结厂供配电系统的设计中,许多电气设备、线路、变压器等都需要进行详细的电气参数建模。
ETAP软件提供了丰富的设备库和标准模型,可以快速进行电气设备的建模。
同时ETAP软件支持用户自定义建模,可以根据实际需求进行个性化的建模,满足烧结厂供配电系统的特殊要求。
建模完成后,ETAP软件可以进行潮流计算、短路分析等分析,为供配电系统的合理设计提供了数据支持。
ETAP软件可以进行负载计算和电气特性分析。
在烧结厂这样的重工业场所,供配电系统的负载情况通常会比较复杂。
ETAP软件可以进行负载计算,分析各个负载的特性和变化规律,帮助工程师们合理配置供配电系统的容量和参数。
通过负载计算,可以确保供配电系统能够满足烧结设备的需求,避免出现因负载过大或过小而导致的供电问题。
ETAP软件还可以进行故障分析和保护协调。
在烧结厂供配电系统中,各种故障可能会对系统产生严重影响。
ETAP软件可以进行故障分析,模拟各种故障情况下的电气参数变化,为设计合理的保护措施提供依据。
基于ETAP仿真软件的电力系统继电保护仿真分析前言电力系统中的各种设备,由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作,或由于雷电、外力破坏等影响,可能发生故障和不正常运行情况。
电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除,或者发出各种信号。
电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高,各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。
现有的继电保护设备存在调试方法效率低,调试过程复杂,认为因素影响大,调试生产在同一场地完成设备,这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。
电力系统是一个系统工程,其自动化产品需经组屏使用,对整屏仅仅采用人工对线是不够的,为了提高整屏质量,要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验,相对于原来的调试方式,投资少,体积小,接线方式更改方便,并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要,为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。
继电保护随着电路系统的发展孕育而生,随着科技的发展,保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置,再到日前广泛应用的微机保护,新技术的应用在其中起到了积极的作用。
而目前电力系统的整定计算,多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线,工作耗时较长,效率较低。
ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件,该模块可有效应用于继电保护整定计算,方便校验,并且可以对任意支路生成时间电流曲线(TCC曲线),可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。
本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先利用ETAP进行建模,然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真,进行短路计算,获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
11.电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用输电线路、变压器、供电网络和用电设备组成了供用电系统。
ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用ETAP(Electric Transient and Analysis Program)软件是一款强大的供配电系统设计和分析工具,已经在烧结厂供配电设计中被广泛使用。
下面将介绍ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用。
ETAP软件可以帮助工程师进行烧结厂的电力负载计算。
在烧结厂中,有很多不同的负载设备需要供电,例如烧结设备、输送机、厂房照明等。
通过ETAP软件,工程师可以按照设备的功率、电压等参数进行负载计算,从而确定合适的供配电系统容量和设备选择。
ETAP软件可以进行电气网络分析,包括短路分析和电流负载流分析。
短路分析可以帮助工程师确定电力系统中短路故障时的电流和电压分布情况,从而设计和选择合适的保护设备。
电流负载流分析可以帮助工程师了解供电系统中不同设备的负载情况,判断是否存在过载和不平衡等问题。
ETAP软件还可以进行电力质量分析。
在烧结厂中,电力质量是非常重要的,任何电力质量问题都可能对设备和生产造成影响。
ETAP软件可以帮助工程师分析供电系统中的电压波动、谐波、电压暂降等问题,从而评估电力质量的合格性,并提出相应的改进措施。
ETAP软件还可以进行电气设备的协调保护设计。
在烧结厂供配电系统中,需要合理设计保护装置来及时切除故障电路,并保护设备的安全运行。
ETAP软件提供了丰富的保护装置模块,可以模拟和分析电力系统中各种故障情况下的保护动作情况,从而确定合适的保护装置及其设置参数。
ETAP软件在烧结厂供配电设计中的应用非常广泛。
它可以帮助工程师进行电力负载计算、电气网络分析、电力质量分析和协调保护设计等工作,从而确保烧结厂的供配电系统具有安全可靠、高效节能的特点。
浅析石油工程电力系统谐波的危害与抑制
滕华兴
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2024()10
【摘要】随着石油工程领域的快速发展,电力系统作为支撑其正常运行的关键基础设施,面临着越来越多的挑战。
其中,谐波问题是电力系统中的一个重要难题,它不仅影响着电力系统的稳定运行,还可能对石油工程的生产安全构成威胁。
因此,对石油工程电力系统谐波的危害与抑制进行深入研究,具有十分重要的现实意义。
针对石油工程电力系统谐波的危害,抑制方法的研究和应用显得尤为重要。
目前,抑制谐波的主要方法包括优化电力系统设计、应用谐波滤波器和加强监测与管理等。
这些方法可以有效地减少谐波的产生和传播,提高电力系统的稳定性和可靠性。
【总页数】3页(P188-190)
【作者】滕华兴
【作者单位】中国石油化工股份有限公司九江分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
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1.浅析谐波对电力系统危害及谐波抑制措施的方法
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3.浅析电力系统中谐波的危害及抑制方法
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海上平台谐波治理与无功补偿 【摘要】目前海上采油平台电网为独立小容量电网,各种不同等级的用户在同一个电网下工作,如强电与弱电、生活与工用、通讯与常规等,相互影响,存在电网效率低、调节能力差、干扰较大和电网容易波动等问题,此时应采取谐波治理并进行无功补偿(提高功率因素)等措施以保证电网正常工作。
【关键词】效率;谐波;功率;补偿 一、海上平台电网特点及问题 1、独立电网,各种不同等级的用户在同一个电网下工作、相互影响大。2、平台整体的容量小(一般小于10MVA),调节能力差、安全余量小。3、感性负载比例高,主要为电机,其满载率较低,功率因素低,电网效率低。4、发电机多为燃气或柴油两用透平发电机,功率较小,而单个负载的功率相对比例较大,易引起电网的波动。5、用电设备种类多,干扰源较多,属自用电网,无专门的电能质量监测与措施。6、整体电能质量差,电网不稳定。(特别是大负载起动时引起电压波动)7、谐波含量高,功率因素低带来一系列的问题,如影响用电设备的效率及使用寿命,损耗大,在一些平台导致测量、通讯等设备不正常工作。8、平台各种设备之间不匹配,带来资源浪费的同时扩展性能差。
二、电力谐波与无功功率 在电力系统中,由非线性装置引起的波形畸变或非正弦波形统称为电力谐波。
其产生的原理是线性负载电压与电流成正比,而非线性负载所加的电压与电流不成正比,因此带来电流的畸变。
谐波的来源一般有:整流设备(变频设备、UPS电源、开关电源等)、电弧设备(电焊机、电弧炉等)、不平衡的负载、变电设备(如变压器—铁芯磁化曲线并不是线性);对于平台而言主要的谐波来源是整流设备所带来的谐波(如变频器等设备)。谐波对电网、供电设备、用电设备都会造成较大程度的危害。
无功功率是由感性电子设备在运行过程中建立交变磁场,保证电能的转化或传递而不做功的电能,其原理是电机励磁实质是电机的定子绕组建立磁场的过程,绕组和定子铁芯组成了电感,而电感作为一种储能设备,本身耗能小,因此电机和电网之间就形成了一种充放电流,这种电流不做功,故称无功电流,特点是:
海上油气田电网谐波抑制技术的研究发布时间:2022-04-28T07:16:30.932Z 来源:《工程管理前沿》2022年第1月第1期作者:王晶刘博余刚[导读] 随着电力系统的发展以及电力市场的开放,电能质量问题越来越引起广泛关注王晶刘博余刚中海石油(中国)有限公司天津分公司天津市滨海新区 300452摘要:随着电力系统的发展以及电力市场的开放,电能质量问题越来越引起广泛关注。
由于各种非线性负载(谐波源)应用普及,产生的谐波对电网的污染日益严重。
因此,谐波及其抑制技术己成为国内外广泛关注的课题。
本文以中海油某海上设施(下文统称为A平台)电网为研究背景,系统介绍A平台电网的组成及特点,根据平台的技术要求并通过大量谐波理论的研究及介绍,分析了海上油气田电网谐波治理的实用方法,并通过比选最终确定了可行方案,提出了利用有源滤波器(APF)对海上油气田电网进行谐波治理的方案。
通过实地检测该设施电网谐波特点和相关技术数据后,对谐波治理方案进行了总体设计,最后搭建了仿真系统,得出了较好的仿真结果,验证了方案实施的可行性,仅供参考。
关键词:电网;谐波危害;非线性负载;海洋石油平台;有源滤波引言:A平台是位于渤海湾内的一座固定式采油平台,距离海岸线约200海里,海域水深约30米。
由于距离陆地较远,陆地电网对其供电无法实现,所以采用平台自发电的供电方式,为海上平台的采油、注水、原油外输、海水处理、消防、生活等负荷供电。
目前A平台装有3台5500kW燃气透平发电机。
工作状态为两用一备。
近年来,A平台日益广泛地采用高新技术、高效益的交直流传动系统。
同时为适应地层工艺采油方式对液量不断变化开采的要求,油田钻采系统的驱动装置逐步由恒速的交流电动机传动改为可调速的电气系统,例如变频器在采油中的大量应用。
另外,变压器等非线性负载都会在电网中产生无功和不同频率与幅值的谐波。
随着平台负荷的不断增加,平台无人值守的逐步实施,对供电可靠性的要求越来越高,电网的供电质量日益受到关注。
第49卷 第3期 2022年3月天 津 科 技TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGYV ol.49 No. 3Mar. 2022收稿日期:2022-02-09应用技术有源滤波系统在海洋石油161平台电网中的应用何茂里,吴 斌,李丙焱(中海油能源发展采油服务公司天津作业公司 天津300452)摘 要:生产设备自动化程度的提高,大量电力电子技术,如变频、整流设备及直流设备等运用于生产过程中,此类设备会产生大量的谐波电流,造成变压器、电缆温度升高,进而干扰精密设备及仪器的正常工作,甚至会造成安全事故。
为解决电网无功功率过补偿问题,将有源滤波系统应用于生产设备自动化程度很高的海洋石油161平台来解决平台电网的无功功率补偿与谐波电流冲击问题,提高电能质量,从而提升电气设备和精密设备的可靠性,降低设备的故障率。
关键词:有源滤波系统 谐波电流 电能质量 故障率中图分类号:TE35 文献标志码:A 文章编号:1006-8945(2022)03-0116-04Application of Active Filter System in HYSY 161 Platform Power GridHE Maoli ,WU Bin ,LI Bingyan(Oil Production Services Co.,CNOOC Energy Technology & Services Limited ,Tianjin 300452,China )Abstract :Because of the high automation of the production equipment ,a large number of power and electronic technolo-gies are used ,such as frequency conversion ,rectification equipment and direct current equipment. Such equipment will produce a large number of harmonic currents ,cause the temperature rise of transformer and cable, interfere with the normal operation of precision equipment and instruments ,even cause the safety accidents. In order to solve the problem of reactive power over-compensation of power grid, the active power filter system is applied to the HYSY 161 platform with high auto-mation of production equipment to solve the problems of reactive power compensation and harmonic current impact in the platform power grid and improve the power quality ,so as to enhance the reliability of electrical equipment and precision equipment and reduce equipment failure rate.Key words :active filter system ;harmonic current ;power quality ;failure rate1 海洋石油161平台电网质量分析1.1 电能质量国家指标GB/T 12325—2008《电能质量供电电压偏差》规定:10kV 及以下供电电压允许偏差为额定电压的7%;0.22kV 单相供电电压允许偏差为+7%、-10%[1]。
基于ETAP的液流电池储能电站的谐波分析与抑制
魏锡年
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2023()2
【摘要】液流电池储能电站应用了大量的双向储能变流器、变频器和动力不间断电源装置,这些电力电子装置运行时会产生谐波电流。
通过ETAP建立分析模型,对谐波进行分析与研究,计算母线电压畸变率和回路电流畸变率,提出在电压畸变率超标的母线段设置有源电力滤波器用于补偿谐波电流,达到抑制谐波的目的。
【总页数】4页(P171-174)
【作者】魏锡年
【作者单位】中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM743
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船舶SHIP&BOATVol.23No.2April,2012第23卷第2期(总第134
期
)
2012年4月
0引言随着电力电子设备的发展,海洋石油平台上越来越多的电气设备开始应用变频器等非线性设备,这些非线性装置产生大量谐波,使电压和电流形成畸变,严重影响了海洋石油平台电源的质量。基于海洋石油平台谐波问题的日益突出,需要认识海洋石油平台谐波的特点,并结合谐波分析的结果制定出滤波方案。本文首先介绍ETAP软件在谐波程序的主要内容,随后通过南海某油田项目实例,介绍如何采用ETAP对平台的电力系统进行谐波分析计算,并给出计算报告和初步确定滤波方案。1谐波的产生与治理海洋石油平台谐波污染主要来自变频器,变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件,向电网中注入了大量的高次谐波。变频器谐波的表现形式主要为电流谐波与电压谐波两种方式,其中电流谐波主要取决于负载大小及相关的回路阻抗等,电压谐波取决于回路阻抗与总谐波电流[1]。
谐波的危害十分严重。它能使电气设备过热,
产生振动和噪声,使设备绝缘老化,使用寿命缩短,
甚至发生故障或烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置的误动作,对通信设备和电子设备产生严重的干扰。对于电能质量,许多国家和国际组织都制定了谐波的相应标准,如IEEEStd.519-1992中对
[船舶电气]ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用张强(中海油研究总院北京100027)
[摘要]随着电力系统的复杂性和规模的不断扩大,使用电力系统分析仿真软件对系统进行仿真计算已成为电气工程师的主要应用工具。通过对谐波的特点与治理以及ETAP软件的功能特点介绍,结合南海某油田项目实例,讲述如何采用ETAP对系统进行谐波分析,并给出计算结果和初步确定滤波方案。
[关键词]海洋石油平台;ETAP软件;谐波分析;滤波器[中图分类号]U674.381[文献标志码]A[文章编号]1001-9855(2012)02-0060-05
ApplicationofETAPsoftwareinpowersystemharmonicanalysisforoffshoreoilplatformZHANGQiang(CNOOCResearchInstitue,Beijing100027,China)Abstract:Withthecomplexityandthegrowingofthescaleofpowersystems,numericalsimulationbyanalyzingandsimulationsoftwarebecomesprimarytoolforelectricalengineers.Thispaperintroducesthecharacteristicsofharmonicwaveanditscontrol,andthefeaturesofETAPsoftware.ItalsoexplainshowtocarryoutharmonicanalysisbyETAPbasedonapracticaloilfieldprojectinSouthSea,andprovidesthenumericalresultsandthepreliminaryfilterscheme.Keywords:offshoreoilplatform;ETAPsoftware;harmonicanalysis;filter
[收稿日期]2011-11-02;[修回日期]2011-12-08[作者简介]张强(1979-),男,汉族,工程师,研究方向:海洋平台电力系统设计。60谐波电流允许值作了相关规定:
当Isc/IL<20,TDD限值为5%;当20<Isc/IL<50
,
TDD限值为8%[2]。其中:Isc为公共连接点的短路电
流;IL为公共连接点的负载电流基波分量;TDD为总需求电流畸变率。
我国国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》中也对电压和电流谐波分量作出了具体规定,如表1和表2所示。
表1公用电网电压谐波分量限制表电网标称电压/kV电压总谐波畸变率/%
各次谐波电压含有率/%
奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610
表2注入公共连接点的谐波电流允许值谐波次数
0.381078623962264419211628132411129.7188.6167.88.97.1146.512610043342134142411118.5167.1136.16.85.3104.79.04.34.93.97.43.66.810100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.26.02.85.42.62.92.34.52.14.1
标准电压/kV
基准短路
容量/MVA2345678910111213141516171819202122232425
谐波电流允许值/A
针对谐波产生的原理,可以采用下列方法减小谐波:(1)增大整流回路的脉冲数;(2)加大电流侧的电抗,对电流谐波进行平波;(3)增加有源或无源滤波器进行滤波;(4)设备选型计算要合理,在满足要求的前提下尽可能减少容量。考虑使用的经济性,海洋石油平台通常采用无源滤波器来降低平台的谐波水平。2使用ETAP软件进行谐波分析及滤波器选型2.1ETAP软件介绍ETAP软件是由美国OTI公司开发的一套全图形化的电力系统仿真分析、计算应用软件,该软件拥有直观、友好的操作界面以及强大而完善的计算分析功能,适用于核电站、海上石油平台、炼油厂、发电厂等场合的电力系统分析和计算[3]。该软件集成了包括潮流计算、短路计算、暂态稳定性分析、发电机/电机启动分析、谐波计算、优化潮流计算和继电保护配合在内十余种计算模块,实现了在一个工程内通过模块切换按钮即可完成所有计算,给使用者带来了极大的方便。ETAP谐波分析程序遵从IEEE519标准,包含谐波潮流计算、频率扫描分析,可对电压与电流的总有效值(RMS)、合成峰值(ASUM)、各次谐波分量及总谐波畸进行计算,并可根据谐波计算的结果进行滤波器的设计及系统的共振检查。
2.2工程应用实例本文针对南海某油田项目,利用ETAP软件建立模型、进行谐波分析,然后根据分析结果利用ETAP软件进行滤波器设计,并观察滤波后的效果。
钻采平台DPP设有3台额定功率为5530kW
的原油发电机组作为平台的主电站,正常运行时为两用一备;同时低压480V还设有一台1000kW
的天然气发电机与主电站并联运行,为平台上的工艺、公用、钻机以及采油电潜泵等负荷提供电源。整个平台的电力系统如下页图1所示。
2.2.1谐波分析计算本项目钻采平台DPP的母线LC段及LD段专门用来为电潜泵负荷供电,先期工程中先投入8口井,电潜泵均采用一对一交流变频控制,变频器使用的是施耐德6脉冲的ATV61系列,容量为400kW
及500kW两种。本实例采用由施耐德提供参数建立的谐波源模型,变频器中各次谐波的百分含量如下页表3所示。
为了使用ETAP软件进行谐波计算,首先要建立钻采平台的电力系统单线图,将工程中需要使用的元件拖拽到图纸OLV1中,并将各种电气参数进行输入,这些元件包括发电机、母线、开关、电缆、变压器、等效静态负荷、电机、变频器等。平台的用电
张强:ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用61船舶SHIP&BOATVol.23No.2April,2012第23卷第2期(总第134
期
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2012年4月
表3变频器谐波电流信息负荷及发电机的容量如表4所示。
图1钻采平台DPP电力系统图变频器容量电流谐波水平
H1H5H7H11H13H17H19H23H25H29H31H35H37H41H43H47H49kWA%40050934.610.66.593.142.61.831.181.120.650.650.40.40.360.290.250.2450063731.88.625.983.142.151.740.950.930.620.510.460.340.310.280.20.2
表4平台发电机容量及平台用电负荷统计表电潜泵设备容量变频器容量低压负荷用电容量发电机电潜泵1310kW400kWLA段负荷1915kVA主发电机1
运行电潜泵2310kW400kWLB段负荷944kVA5530kW
电潜泵3340kW500kWLC段负荷574kVA主发电机2
运行电潜泵4330kW500kWLE1段负荷702kVA5530kW
电潜泵5310kW400kWLE2段负荷363kVA主发电机3
备用电潜泵6290kW400kW中压负荷—5530kW
电潜泵7320kW500kW钻机回路12285kVA天然气发电机运行电潜泵8330kW500kW钻机回路22285kVA1000kW
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