节能减排示范项目--港区电网动态无功补偿及谐波治理技术

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1、节能减排典型示范项目——港区电网动态无功补偿及谐波治理技术广州港是华南地区综合性主枢纽港。2007年全港货物吞吐量达到3.4亿吨，居全国沿海港口第3位，居世界十大港第五位。其中，2007年广州港集团货物吞吐量达到2.3亿吨。为响应国家节能减排号召，构建高效、节能的绿色电网体系，提高电能利用效率，合理用能，广州港集团以科学发展观为统领，积极研究探索，合理运用动态无功补偿及谐波治理技术，提高功率因数，治理电网谐波，取得了明显的效果。   广州港集团在对港区电网进行全面、系统测试的基础上，掌握了装卸设备产生谐波的状况及谐波在电网中的分布规律，科

2、学运用动态无功补偿及谐波治理技术进行重点整治，大大提高了电网质量，以较少的投入换取较大的收益，起到了“四两拨千斤”的效果，是国内港口提高电网功率因数、治理谐波的成功范例。   该项技术的成功应用，不仅使港口用电设备处于良好的工作环境中，降低了用电设备的故障率，而且提高了港区电能利用效率，节能降耗，体现了广州港集团“实干创新，强港奉献”的企业精神和节能创新理念。   该技术的推广和应用有助于构建绿色电网、绿色港口。广州港集团解决港区电网无功补偿及高次谐波问题的科学方法，值得港口企业参考和借鉴，同时对于国内拥有自有电网的其他企业也有一定的参考

3、价值。广州港集团有限公司“港区电网动态无功补偿及谐波治理技术”推广材料——交通部节能减排专家工作组一、概况   广州港是华南地区综合性主枢纽港。广州港集团现有万吨级以上泊位46个，其下属七大装卸公司，分别为黄埔港务分公司、新港港务分公司、西基港务分公司、广州集装箱码头有限公司（GCT）、河南港务分公司、新风港务分公司、新沙港务有限公司。主要从事集装箱、石油、煤炭、粮食、化肥、钢材、矿石、汽车等货物装卸。   11在腹地经济持续快速发展的推动下，广州港货物吞吐量持续增长。1999年全港货物吞吐量突破1亿吨，成为中国大陆第二个跨入世界亿吨大港

4、的港口。2006年吞吐量达到3亿吨，港口货物吞吐量居全国沿海港口第三位，居世界十大港第五位。2007年广州港生产再创新高。全港货物吞吐量突破3.4亿吨，继续保持全国第三、世界第五位；广州港集团货物吞吐量完成2.304亿吨，比上年增长14.9％。2007年装卸生产能耗达到30456吨标煤,其装卸生产用电消耗为25743吨标煤（6372万kWh），占到港口装卸生产能耗的70%以上。   随着港口装卸设备上电力电子装置的大量使用，产生了大量的谐波，影响了港区电网质量，不仅会造成用电设备故障率提高，而且会增加电能附加损耗。广州港集团针对上述情况，

5、于2001年就着手开展港区电网无功补偿和谐波治理工作，使得港区电网供电质量保持在较高的水平，年平均功率因数保持在0.93－0.97之间，节能效果十分明显。二、基本原理    （一）需求分析   随着现代电力电子技术的发展，电力电子设备得到了广泛应用。港口大型装卸机械的电气传动先后采用了晶闸管整流直流调速设备和交流变频器调速装置，在显著提高装卸机械性能的同时，也带来了无功功率增大和谐波污染电网的问题。由于用电设备和电网之间存在大量的无功功率往复交换，造成线路和变压器损耗增加，占用了供配电设备和配电线路的容量；谐波污染影响电网供电质量，使驱动

6、电机发热、损耗增加，发生过载，产生的附加扭矩加重了机械冲击，并干扰电子设备及控制系统，导致故障率增加。早期发现西基公司的供电系统就存在如下问题：两台25吨进口桥式抓斗卸船机的功率因数很低（个别工况最低大约只有0.4）；抓斗起升、开闭斗作业时的负载变化快、幅度大，导致该公司10kV配电系统的电压发生波动，波动幅度约±15%。与此同时，两台主变在运行过程中经常出现谐波啸叫，且啸叫噪声与抓斗起升、开闭斗作业同步；还经常发生抓斗卸船机不明原因的主开关跳闸、运行中的电梯突然停止及控制线路板被烧坏等问题，这些异常现象严重降低了抓斗卸船机的工作效率，影

7、响装卸生产，增加维修成本，存在重大安全隐患。   11上世纪90年代以来，港口发展迅速，新沙港区规模不断扩大，负荷迅速增加，原有补偿容量与负荷增长不相适应，特别是原有无功补偿装置的控制、投切方式故障率高，常常不能使用，致使功率因数低，被供电部门罚款。功率因数低，电网容量被无功功率挤占，影响了港口的发展，急需研究对策，提出解决问题的措施。    （二）功能目标   广州港集团经过多年的研究和电网检测分析，制定了以下功能目标：    1、提高电网功率因数。根据港口电网与生产设备的特点，提出了构建电网三级无功补偿方案。即在主变电站10kV侧加装

8、电容集中补偿；在各个分变电所0.4KV母线上采用动态无功补偿装置进行分散补偿；在主要的大型装卸机械上进行就地无功补偿，形成三位一体的无功补偿体系。从机械设备到各变电所乃至整个港区电网，平均功率