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配网三相不平衡补偿装置

  配网电能质量存在的问题  

· 三相不平衡严重

· 末端电压合格率低

· 功率因数补偿欠补或过补

· 变压器利用率低

  电能质量问题带来的危害  

对变压器的影响

· 三相负荷不平衡造成变压器损耗增加、效率降低

· 三相不平衡可能造成变压器烧毁

· 三相不平衡运行时产生零序电流,使变压器局部发热

对高压线路的影响

· 增加高压线路的损耗

· 增加高压线路跳闸次数,缩短开关设备寿命

对低压线路影响

· 增加低压线路损耗

· 造成低压某相电流过大,温度过高甚至烧毁

对用户影响

· 三相电压不平衡导致用户设备烧毁

· 一相或两相倚重,必导致过大线路压降,导致末端低电压

· 用电末端电压低,影响用户生产生活用电

配网广泛使用分组投切电容器,有补偿台阶,易出现过补或欠补

  国家相关政策  

国家为保障用电系统的电能质量出台了相关标准,电能质量标准的制定是为了保证电力系统的电能质量,使得系统工频电压幅值和波形在符合要求的范围内,从而满足各种电力设备正常工作的要求,保证电力系统的可靠运行。

电能质量国标

· GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波

· GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差

· GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压不平衡度

· GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变

国网动态

· 运检三(2014)163 号《国网运检部关于开展“低电压”相关运维管理问题专项排查治理工作通知》· 运检三(2015)7 号《国网运检部关于印发配网“低电压”治理技术原则通知》

  配网电能质量问题解决方案 

· 针对配变平均负载率低于 25%、电压波动过大的季节性“低电压”问题,可使用有载调容、

调压配变;

· 新增台区配变在设计时充分考虑供电半径及负载大小、平衡分配;

· 对于出口电流不平衡度超过 15%、负载率大于 60%,且通过管理措施难于调整的配变台区,可加

装三相不平衡补偿装置来调整对于由于三相负载不平衡导致某相电压过高,另一相末端电压低的台区,在通过管理措施难于调整的,可通过加装配电网三相不平衡补偿装置来调整;

· 对于谐波、电压闪变、无功补偿容量不足等多种因素导致“低电压”问题,可配置三相不平衡补偿

装置来补偿;

· 对于由于供电半径过大,负荷过重导致的供电末端“低电压”问题,且通过增加无功补偿装置不能

提高的,可加装线路末端电压调整装置。

【 有源型三相不平衡补偿装置(ASPC)】

  ASPC 介绍  

 三相不平衡补偿装置(Three-phase Smart Power Quality Correct Equipment)是一种用于动态治理配网三相不平衡、补偿无功的新型电力电子装置,它能够根据配网用户由于不同时间段或不同负荷导致的配网三相负荷不平衡,利用先进控制算法分离出不平衡电流的正负零序及无功,通过控制驱动功率器件 IGBT,使功率单元发出与之相反的抵消电流,达到消除不平衡及补偿无功的目的。

  ASPC 工作原理  

  三相不平衡补偿原理:DSP 控制器实时检测负载电流,计算分析负载电流并判断系统是否处于不平衡状态,采用先进控制算法分离出不平衡电流的正序分量、负序分量和零序分量,然后控制器实时驱动 IGBT,ASPC 发出与负序分量和零序分量反向的电流,最后电网侧电流达到三相平衡状态。


电网电压支撑原理:DSP 控制器实时检测补偿点电压数据,并判断补偿点电压是否超过设定值;超过电压上限(Umax)时,此装置输出感性电流,补偿点电压降低;当低于电压下限(Umin)时,此装置输出容性电流,补偿点电压提升;最终使各相电压稳定在正常范围内。


无功补偿原理:DSP 控制器实时检测负载电流,计算分析得到负载电流的无功电流数据;无功电流作为控制器的参考值,控制器实时驱动 IGBT 产生满足要求的无功补偿电流(容性或感性),最终实现动态无功补偿目的。


  ASPC 技术特点  

  更多功能、更多模式  

· 具备零序、负序补偿、无功补偿、谐波补偿等,一机多用;

· 可设定的特定次(2-13 次)谐波补偿功能,可设定零序、负序、无功分补或共补能;

· 可设置启动电流值区间。当用电流高于某值时,装置自动运行。当电流低于某值时,装置自动停机。节省装置本身损耗,延长装置使用寿命;

· 装置安装完毕后,可设定免操作,启动停止等功能完全自动或远程实现;

· 可定制 WIFI、3G 等通讯模式,支持安装多种 APP,实现手机或 PC 机远程操控,无需人工维护及监控;

  全面保护功能,提高用户应用稳定性  

· 有效值峰值双设定自动限流算法,在负载谐波电流大于设备输出时,可自动将设备输出限制在

100%输出,无过载风险;

· 保护功能齐全,具有过流、过压、欠压、过温等多种保护功能,确保系统运行安全可靠;

· 故障自诊断自启动功能,装置具有非装置自身问题导致停机自恢复功能,自恢复之前需对外部电

网及装置本身进行自动诊断,诊断通过方可自启动。在 30 分钟内自恢复 3 次,若均不能正常启机,停机并给上位机传输装置故障告警,点亮装置自身故障指示灯;

· 物联网监控功能,装置可按一定时间间隔采集三相系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波含量、装置输出谐波电流等数据,并通过 GPRS 模块上传到数据库。终端网页及 APP 能显示上述当前及历史数据,能对数据进行必要的筛选功能,同时能以 word 或 PDF 形式输出,能显示及记录当前及历史故障;远程 APP 及终端网页能对设备采取必要的控制及参数设置,例如:启停、过流值设定;

  先进的控制策略和拓扑结构设计  

· 改进的基于瞬时无功功率理论的检测技术,可实时检测负序、零序电流,自动跟踪负载无功及谐波

变化,具有高度可控性与快速响应性;

· 采用 LCL 拓扑结构滤波,在输出无功谐波电流的情况下,不会引入高频 IGBT 开关谐波干扰,并且

适用于任何现场电网系统阻抗,不会发生谐振;

功率密度高,易于安装

· 变流器模块化设计,体积小重量轻,功率密度高,安装维护方便;

· 组合并机满足不同容量需求,在实现标准化生产的同时提高了设备的可靠性和可维修性,极大方

便了系统安装与维护;

· 单模块独立风道设计,可有效隔绝环境粉尘粘附,提高产品散热效率。