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钛能科技股份有限公司·智能电网与新能源事业部专心致力于电力自动化和电能质量两大专业产品的设计、开发、生产以及系统运行维护。事业部以优质的产品、丰富的集成和服务经验为发电厂、变电站综合自动化系统、光伏电站等新能源发电电气自动化系统、高压电气设备温度保护系统和电能质量监测与治理系统提供一体化的解决方案。

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详细介绍
  • 产品名称: 低压电能质量综合控制解决方案
  • 文本说明:

低压电能质量综合控制解决方案

01/电能质量问题

  随着高新技术的飞速发展,人们在生产和生活过程中对电力能源的质量投入了越来越多的关注。一方面,优化能源利用、节约原始资源的工作势在必行,以此为目标的各类基于电力电子技术的电力设备投入运行,但是由于这些新型电力设备的广泛应用也带来了诸如谐波、电压波动等电能质量问题。另一方面,新兴的高科技产业中,基于各类嵌入式控制器、工业计算机控制的新型生产设备对电能质量扰动很敏感,电流谐波、电压暂降等电能质量扰动都会带来产品质量问题而造成巨大的经济损失。而且,随着分布式电源系统的大力发展,使得电力能源的产出结点将遍布于整个电力系统之中,为保证电力系统的稳定性、高效性等必须要求能够更加快速,有效地控制各类电能质量指标。

  我国对电能质量颁布了一系列的国家标准:

  GB/T 30137-2013 电能质量 电压暂降与短时中断

  GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波

  GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差

  GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压不平衡

  GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差

  GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变

  GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压

  GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波

  在倡导绿色供电的社会环境下,通过电能质量治理技术的发展和应用,实现高效、安全、可靠的电力分配和使用,实现优化用户能源消耗,减少能源浪费提高生产效率的目标,将带来巨大的经济和社会效益。

  

02/功能和原理

  TPQC电能质量综合控制装置的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上,实时调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的波形,实现动态无功功率补偿、谐波治理、抑制电压跌落、抑制三相不平衡等。

  TPQC电能质量综合控制装置主要包括:连接电抗器、直流储能电容电路、控制电路、人机接口电路等。

  装置功能

  1.无功补偿和谐波滤除

  电能质量综合控制装置实时采集待补偿侧电流,利用瞬时无功、FFT等理论提取无功成分和谐波成分,并作为参考值,在装置输出侧产生的与该参考电流相位相反、大小相等的无功和谐波电流。因此,在系统侧电流只剩下了基波有功电流,从而达到无功补偿和谐波滤除目的。

  2.电压跌落的抑制

  电压跌落主要是由于负载电流瞬间增大的结果,其中包含多次谐波成分和无功电流。电能质量综合控制装置实时跟踪谐波电流和无功电流,大容量的直流侧母线电容可以快速提供大电流进行补偿,减小大电流的冲击,稳定系统电压。

  3.三相不平衡的抑制

  电能质量综合控制装置对于无功补偿和谐波的抑制可以分相控制,补偿负序基波电流(三相四线系统还可补偿零序电流),进而使电网三相电流平衡;同时也减小了电网变压器的内部谐波压降,达到三相电压平衡的目的。

  TPQC电能质量综合控制装置适用于钢铁、冶金、矿山、电气化铁路、风力发电厂或具有冲击性负荷和大容量电动机的工业领域,以及医院、供热等民用、商用建筑领域。

  装置特点

  同时实现无功补偿、谐波滤除、电压跌落抑制、三相不平衡抑制

  滤除2~50次动态谐波电流,响应速度快,谐波滤除率高

  多机、多柜并联运行,实现大容量电能质量综合控制场合

  中文图形界面,波形显示,记录完整,界面友好,操作简便

  具有完善的在线运行状态监视与远程报警功能,运行可靠

  高抗干扰、抗震动性能,适用于最高严酷等级的运行环境

  

03/接口说明

  TPQC电能质量综合控制装置可以实现单机运行和多机并联运行两种运行方式。单机运行方式接线如图所示。

  多机并联运行方式下,各装置并联接入系统。待补偿系统的电流互感器二次输出接线依次串行接入各TPQC电能质量综合控制装置,接线方式如图所示。

  

04/壁挂式

  TPQC电能质量综合控制装置单机采用壁挂式垂直安装在固定墙体或低压配电柜体内,适用于现场负荷分散或补偿容量较小的用电场合。例如,游乐场、港口码头、数据中心、楼宇配电、充电站等。

  机柜式

  TPQC电能质量综合控制装置水平安装于低压配电柜体(MNS、GCS、GGD)内,可采用多机并联运行方式提高单柜补偿总容量,适用于现场负荷集中和补偿容量较大的用电场合。例如,大型建筑、工矿企业、充电站、光伏发电、地铁、医院等。

  三相三线制TPQC电能质量综合控制装置在通信行业的应用

  在通讯基站中,主要的电源设备及设施有:交流市电引入线路、高低压变电站设备、自备用油机发电机组、整流设备、蓄电池组、交直流配电设备、通信电源/空调集中监控系统等。在通信设备上一般都配有板上电源,即DC/DC变换器和DC/AC变换器。基站配电系统中的3次、5次、7次电流谐波含量最大,谐波总畸变率高达40%以上,谐波电流的存在会影响基站通讯信号的质量,同时也会降低UPS蓄电池等电器的使用寿命,这些都会对通讯基站交流电力网运行质量造成负面影响。

  电流波形前后对比图:

  电流谐波含量前后对比图:

  补偿前相电流波形畸变率THDI=68.3%,补偿后相电流波形畸变率THDI=7.2%。

  效果分析:

  变压器输出端电缆温度明显降低,电缆震动基本消除。

  降低电能损耗,使设备运行环境更安全。

  

05/应用方案

  三相四线制TPQC电能质量综合控制装置在医院的应用

  现在医院中使用了大量新型的医疗设备,如:磁共振成像(MRI)、全身螺旋CT扫描仪等。这些先进的医疗设备包含大量的高灵敏微电子器件,对电源的电能质量要求很高。同时,设备自身会产生谐波,严重污染医院的供配电网,影响医疗电气设备正常工作,造成医疗设备之间相互干扰。电子医疗系统、照明系统、空调通风系统、计算机及UPS电源系统是医院3次、5次、7次等谐波的主要来源,不仅严重污染电网,而且其产生的三次谐波叠加到中性线,使中性线发热,严重威胁医院内供配电系统安全。

  电流波形前后对比图:

  电流谐波含量前后对比图:

  补偿前相电流波形畸变率THDI=12.8%,补偿后相电流波形畸变率THDI=1.8%。

  效果分析:

  保证了医院电力设备正常运行,防止事故发生。

  提高了医院电力设备使用效率。

  

06/技术参数

  

07/产品选型

 

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