浅析工业用户电能质量综合治理技术应用研究

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1、浅析工业用户电能质量综合治理技术应用研究摘要：随着高科技产业的发展，电力电子技术的发展给现代工业带来节能和能量变换积极的一面，但电能质量，已成为电X的主要谐波污染源。根据国家规定，因电X或用户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时，需要按“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则及时处理。本文针对宁波中金石化有限公司220kV项目用电系统存在的功率因数低、谐波、电压波动等问题，从系统动态补偿和电能质量改善、总体提升设备运行效率和电力能源使用效率的角度来提出的解决方案。　　关键词：电能质量；无功补偿装置；石化

2、企业；综合治理　　：V242.3+3：A　　目前电能质量问题主要由负荷引起。例如冲击性无功负载会使电X电压产生剧烈波动，降低供电质量。电力电子技术的发展给现代工业带来节能和能量变换积极的一面，但同时对电能质量带来了新的更加严重的损害，已成为电X的主要谐波污染源。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，使绝缘老化，寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波还会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波被放大，致使电容器等设备烧毁。目前电压波动、闪变、三相不平衡、谐波与功率因数

3、低已并列为电力系统的五大公害。因而了解各项电能质量问题产生的机理，研究抑制供配电系统中的电能质量问题的办法，对改善供电质量和确保电力系统安全、稳定、经济运行有着非常积极的意义。　　电压波动是冲击性负荷引起的，在现代企业中，冲击负荷一般有两大种类，一类是三相基本平衡的冲击负荷，如大型轧钢机、电动机群的频繁启停等；另一类是三相不平衡的冲击负荷，如大型电弧炉。普遍采用晶闸管变流装置供电的直流电机或交流同步电机在生产时既消耗有功功率又消耗无功功率，特别是电动机低速运转时，由于晶闸管变流装置控制角较大，功率

4、因数较低，此时所需的无功功率很大，相应有功功率较小。随着控制角减小，功率因数上升，无功功率减少。由此可见，有功功率负荷的幅值大小，功率变化速率，冲击负荷出现频度，与设备性能、产品材质、工艺、操作技能等诸因数有关。而无功冲击负荷，除与上述诸因数有关外，还与设备运行方式有关。　　中金石化拟通过建设连续重整、抽提蒸馏、芳烃分离及硫磺回收装置相应配套工程，形成年产90万吨芳烃的生产能力，项目建成投产后，总用电负荷约13.5万千瓦。该厂所在系统的冲击性负荷为各类轧机。轧机为整流型负荷，是一个典型的非线性负荷

5、，谐波较大。同时由于周期性工作，负荷变化较大，也是一个典型的冲击性负荷，需要采取相应的措施改善电能质量，提升设备使用效率。　　1系统参数　　根据国家标准GB/T14549-1993《电能质量——公用电X谐波》，各电压等级谐波电压限值如表1所示。　　当连接点的实际短路容量不同于规定的基准容量时，连接点的谐波电流允许值应按系统实际的最小短路容量进行换算，即　　式中：Sd1-公共连接点的实际最小短路容量，MVA；Sd2-基准短路容量，MVA；Ihp-基准容量下的第h次谐波电流允许值，A；Ih-实际最小短

6、路容量下的第h次谐波电流允许值，A。　　这样可以得出公共连接点所有用户向配电系统注入的各次总谐波电流允许值，按照下式可算出同一公共连接点允许第i个用户注入的第h次谐波电流允许值为：　　式中：Ih-实际最小短路容量下的第h次谐波电流允许值，A；Si-第i个用户的用电协议容量，MVA；ST-公共连接点的供电设备，MVA；a-相位叠加系数，按表3取值。　　2负荷分析　　2.1基波（稳态）无功补偿容量计算　　根据实际设备情况，220kV母线下的生产线负荷总有功功率大约为90MW，取所有负荷的同时率70%，

7、补偿前的平均功率因数为0.81，功率因数补偿到0.92所需求容量为：　　2.2动态无功补偿容量计算　　国标GB12326-2008《电能质量-电压波动和闪变》中对由波动负荷产生的电力系统公共连接点的电压变动限值和变动频度、电压等级进行了相应规定。　　220kV用户变由沿海变供电，根据中金石化提供的电机资料计算，中金石化最大功率电机为单台10000kW，其启动引起的系统公共连接点电压变动表6。　　计算结果反映因用户变的接入，引起殿跟变、沿海变220kV母线在最大电压变动值分别为0.91%，1.02%

8、，上述电压变动指标小于国标的摘要：随着高科技产业的发展，电力电子技术的发展给现代工业带来节能和能量变换积极的一面，但电能质量，已成为电X的主要谐波污染源。根据国家规定，因电X或用户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时，需要按“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则及时处理。本文针对宁波中金石化有限公司220kV项目用电系统存在的功率因数低、谐波、电压波动等问题，从系统动态补偿和电能质量改善、总体提升设备运行效率和电力能源使用效率的角度来提出的解决方案。　　关键词：电能质量；无功补偿装置；