谐波治理兼无功补偿技术方案设计

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1、谐波治理兼无功补偿技术方案设计领步中国电能质量专业服务平台项目主管：陈兴龙审核：张朝元编写：马建立王文林一、方案设计依据1、工况介绍1.1系统参数秦皇岛市某船务有限公司渔港配套一期工程供电从南李庄110KV变电站一台50MVA主变引出一条专用10KV线路供电，负载3台容量800KVA门机变压器和容量500KVA照明变压器和400KVA生活箱变各一台，电压变比都为10/0.4KV，门座式起重机采用10KV电源直接上吊车，由吊车上的变压器变为380V后供应起重机各部分的变频调速电机运行，查证同类型门座式起重机的动力配置可知，每座起

2、重机分别由2台功率160KW、1台37KW、2台45KW和8台11KWYZP系列三相异步起重变频电机来驱动起升机构、旋转机构、变幅机构和行走机构这四部分工作单元的运行。500KVA照明变压器和400KVA生活变压器的低压侧都配有容量200KVA的电容补偿装置。1.2门座式起重机的工作特点及对电能质量的影响港口码头为了加快船舶周转，减少在港停泊时间，希望快装快卸。因此，门座式起重机的工作特点是反复短时运转：门机的4种工作机构中，起升、旋转和变幅三种机构都需频繁的起动和运转；频繁的电气和机械制动。其所选电动机大都是短时电动机。门机

3、的电动机工作周期(一个工作周期包括工作时间、停机和断电时间)为10min左右，一台门机的3个机构的电动机在频繁的起动和制动。装船或卸船时需要几台门机同时工作，实践证明，它们的变化频率是在以毫秒级进行的。众所周知，由于门机系统中主要负载为变频电机，在正常生产运行时变频整流设备将产生大量的谐波，影响到设备自身和电网系统的安全运行，同时由于门机自身频繁的起动、运转和制动的工作特点，在正常运行时还将产生非常严重的无功冲击引起电压波动和闪变，也将危害整个系统的电压平稳，因此港口门机系统不仅需要进行谐波治理，还要治理电压波动和闪变，才能全

4、面提升系统电能质量，确保安全稳定的生产，受秦皇岛市某船务有限公司的委托，领步（北京）电能质量设备有限公司现为其设计治理方案。2、设计参考标准《电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备》GB/T3797-1989《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》GB/T11022-1989《高压并联电容器》GB3983.2-1989《电抗器》GB/10229-1988《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993《并联电容器装置设计规范》GB50227-2008《交流高压隔离开关和接地开关》GB1985-89《高压并联电容器用放

5、电线圈订货技术条件》DL/T653-1998《并联电容器单台保护用高压熔断器》JB/T3840-1985《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620《电力变压器第一部分总则》GB1094.1-1996《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》GB/T6451-199二、用户需求分析与对策虽然某电力科学研究院对秦皇岛市某船务有限公司渔港配套一期工程进行的电能质量评估报告结论是只有五次谐波电流超标需要治理，其他谐波电流与电压波动等指标未超出国家电能质量相关标准的要求，但我们在设计治理方案时需要分析清楚进行电能质量评估的着眼点与

6、整个系统负载长期安全稳定运行的关联与区别。对一个新增负载项目的电能质量评估是着眼于该用户配电系统接入上级电网系统的接入点的相关电能质量参数是否符合国家相关电能质量标准的要求，而无论是接入点的电能质量参数还是国家相关电能质量标准的限值指标都是一个比例值，都与所接入配电系统的容量大小、电压等级和分配的短路容量直接相关。因此就会出现同样的负载接入不同的上级配电系统，产生完全不同的评估结果，所以像起重机、吊车、电弧炉等大容量引发无功冲击导致谐波污染和电压波动的快变负载，就需要跟上级供电部门进行协调，一方面企业的高压进线采用专线供电，避

7、免与其它单位用户共用一条高压线路而导致同一线路上的用户直接受到电压波动和闪变的影响，也就是力争不直接影响他人，另外请供电部门把线路接在上级变电站容量比较大电压等级比较高的配电系统上，产生的谐波电流和无功冲击能被上级容量比较大的配电系统进行缓冲稀释消减，考核点的电能质量评估参数就容易达到国家标准的要求而减少电能质量治理的费用投入，秦皇岛市某船务有限公司的渔港配套一期工程正是遵循了上述方式：用10KV专线直接接入了容量3×50Mvar的110KV变电站（而不是35KV变电系统）才导致除5次谐波电流外的其他主要电能质量指标都满足国家

8、标准的考核要求；但作为用户进行电能质量治理而言，不仅要考虑上级变电站可能受到的干扰与影响的考核要求，还要考虑企业自身各种生产设备免受谐波和电压波动的干扰而低能耗安全稳定运行，渔港配套一期工程中的3座门座式起重机为典型的快变负载，生产运行时系统无功变化频率高幅度大，势必会引起所