無功補償方案

1、 ABB Group - 1 -8-Feb-22 無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 2 -8-Feb-22 P CLMDCLMD電容器，電容器，UA UA 容性接觸器，容性接觸器，RVCRVC功率因數(shù)控制器是功率因數(shù)控制器是功率因數(shù)自動補償所需的配套產(chǎn)品。它們間協(xié)調(diào)良好，是一功率因數(shù)自動補償所需的配套產(chǎn)品。它們間協(xié)調(diào)良好，是一組用于無功補償?shù)娜齽?。組用于無功補償?shù)娜齽?。MORE P 當電網(wǎng)中諧波較嚴重時，當電網(wǎng)中諧波較嚴重時，ABB ABB 動態(tài)濾波器或許是您最動態(tài)濾波器或許是您最好的解決方案。好的解決方案。MORE 無功補償三劍客和諧波預(yù)防無功補償三劍客和諧波預(yù)防ABBA

2、BB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 3 -8-Feb-22 CLMD CLMD 電容器系列電容器系列 MORE 電容器電容器ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 4 -8-Feb-22 CLMDCLMD電容器的優(yōu)點：電容器的優(yōu)點：干式設(shè)計：不會有任何液體泄漏和造成環(huán)境污染的危險干式設(shè)計：不會有任何液體泄漏和造成環(huán)境污染的危險損耗低：介電質(zhì)損耗低于損耗低：介電質(zhì)損耗低于0.20.2w/w/kvarkvar, ,總損耗包括放電電阻低于總損耗包括放電電阻低于0.50.5w/w/kvarkvar自愈功能：當電容器的介電質(zhì)出現(xiàn)故障時，周圍的金屬電極會立刻蒸發(fā)隔離

3、自愈功能：當電容器的介電質(zhì)出現(xiàn)故障時，周圍的金屬電極會立刻蒸發(fā)隔離故障，電容器可繼續(xù)正常工作故障，電容器可繼續(xù)正常工作內(nèi)置放電電阻：電壓關(guān)斷后內(nèi)置放電電阻：電壓關(guān)斷后1 1分鐘內(nèi)低于分鐘內(nèi)低于5050V V過載能力強：過電壓允差過載能力強：過電壓允差10%,10%,過電過電流流允差允差30%,30%,最大過載最大過載135135電容器電容器ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 5 -8-Feb-22 MORE 電容接觸器電容接觸器ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 6 -8-Feb-22 電容接觸器的優(yōu)點：電容接觸器的優(yōu)點：峰值電流承受能力強：

4、峰值電流承受能力強： UA UA可以承受浪涌電流峰值小于或等于額定有效值電流可以承受浪涌電流峰值小于或等于額定有效值電流100100倍的電容器組倍的電容器組 UA-RUA-R無浪涌電流峰值限制無浪涌電流峰值限制提供選配表：提供選配表： 根據(jù)電容容量，環(huán)境溫度和容許峰值電流直接選取合適接觸器根據(jù)電容容量，環(huán)境溫度和容許峰值電流直接選取合適接觸器電容接觸器電容接觸器ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 7 -8-Feb-22 用戶界面良好的用戶界面良好的功率因數(shù)控制器功率因數(shù)控制器RVC MORE ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 8 -8-Fe

5、b-22 功率因數(shù)控制器功率因數(shù)控制器RVCRVC的優(yōu)點：的優(yōu)點：( (調(diào)試手冊調(diào)試手冊 MORE ) )自動或手動控制功率因數(shù)：滿足不同需求自動或手動控制功率因數(shù)：滿足不同需求自動或手動設(shè)定自動或手動設(shè)定RVCRVC：調(diào)試方便調(diào)試方便過過/ /欠電壓保護功能：編程設(shè)定保護門限欠電壓保護功能：編程設(shè)定保護門限高效的投切方式：采用直接投切，循環(huán)投入和積分運算方法，減少開關(guān)切高效的投切方式：采用直接投切，循環(huán)投入和積分運算方法，減少開關(guān)切 換次數(shù)，避免不必要的投切換次數(shù)，避免不必要的投切 工作溫度范圍廣：工作溫度范圍廣：1010C 70C 70C C 功率因數(shù)控制器功率因數(shù)控制器ABBABB無功補

6、償方案無功補償方案 ABB Group - 9 -8-Feb-22 頂級的功率因數(shù)控制器頂級的功率因數(shù)控制器RVT MORE 功率因數(shù)控制器功率因數(shù)控制器ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 10 -8-Feb-22 功率因數(shù)控制器功率因數(shù)控制器RVTRVT的優(yōu)點：的優(yōu)點：( (調(diào)試手冊調(diào)試手冊 MORE ) )自動或手動控制功率因數(shù)：滿足不同需求自動或手動控制功率因數(shù)：滿足不同需求自動或手動設(shè)定自動或手動設(shè)定RVTRVT：調(diào)試方便調(diào)試方便強大的保護功能：可編程設(shè)定過強大的保護功能：可編程設(shè)定過/ /欠電壓保護，諧波畸變率保護，超溫度保欠電壓保護，諧波畸變率保護，超溫度

7、保 護，避免損壞電容器和供電網(wǎng)絡(luò)護，避免損壞電容器和供電網(wǎng)絡(luò)強大的測量和監(jiān)控功能：有功強大的測量和監(jiān)控功能：有功/ /無功無功/ /視在功率，電壓視在功率，電壓/ /電流電流/ /溫度溫度/ /諧波畸變諧波畸變率率/ /頻率等等頻率等等功率因數(shù)控制器功率因數(shù)控制器 強大的通訊功能：采用強大的通訊功能：采用ModbusModbus通訊協(xié)議，遙測遙控所有電參量通訊協(xié)議，遙測遙控所有電參量 MORE ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 11 -8-Feb-22 功率因數(shù)功率因數(shù)控制器控制器 RVCRVC電容接觸電容接觸器器UAUA負荷開關(guān)負荷開關(guān) OETLOETL無功功率補

8、償柜無功功率補償柜無功功率補償柜無功功率補償柜 MORE ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 12 -8-Feb-22 電容器發(fā)展史電容器發(fā)展史最新技術(shù): 金屬化聚丙烯+無浸漬物技術(shù)(干式)借助于：借助于：固體電介質(zhì)材料的發(fā)展固體電介質(zhì)材料的發(fā)展封裝技術(shù)的改進封裝技術(shù)的改進金屬化塑料薄膜材料的開金屬化塑料薄膜材料的開發(fā)發(fā)早先技術(shù)早先技術(shù): : 紙紙 + + 鋁箔鋁箔 + + 礦物油礦物油CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 13 -8-Feb-22 電容器工作原理電容器工作原理dSC+ + + + + + + + +- - - - -

9、- - - -CLMD CLMD 電容器結(jié)構(gòu)電容器結(jié)構(gòu)CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 14 -8-Feb-22 結(jié)構(gòu)和自愈原理結(jié)構(gòu)和自愈原理短路擊穿區(qū)直徑短路擊穿區(qū)直徑:1m短路點氣化區(qū)直徑短路點氣化區(qū)直徑:1mm蒸發(fā)電極層約蒸發(fā)電極層約 40 40 m m引線區(qū)域引線區(qū)域電介質(zhì)層約電介質(zhì)層約4 412mCLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 15 -8-Feb-22 ABB ABB 技術(shù)和技術(shù)和 IPE IPE 原理原理采用蒸發(fā)鋅金屬電極和順序保護內(nèi)部元采用蒸發(fā)鋅金屬電極和順序保護內(nèi)部元件件( (IPE)IPE)的干式電容器

10、的干式電容器CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 16 -8-Feb-22 電容器損耗電容器損耗來自：n電介質(zhì)介質(zhì)損耗:ntg d 2.10-4n金屬封接損耗n電纜接線n.ABB ABB 電容器：電容器： 功耗低至每千乏僅功耗低至每千乏僅0.50.5瓦瓦( (含引線、放電電阻等含引線、放電電阻等) )CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 17 -8-Feb-22 電容器壽命及氣候條件電容器壽命及氣候條件n15 年壽命的概念-壽命期內(nèi)無主要器件的更換-壽命測算基于壽命試驗和產(chǎn)品生命期的概念上外部條件可能影響電容器的壽命外部條件可能影

11、響電容器的壽命 ( (JIS JIS 試驗試驗) )須對電容器元件作氣候條件試驗須對電容器元件作氣候條件試驗CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 18 -8-Feb-22 電容器試驗電容器試驗nABB 對所有出廠的電容器(100%) 進行 2.15 倍額定電壓的耐壓試驗n電容器元件則須經(jīng)受更高電壓試驗n對地介電試驗電壓為 3kV/10s,.n檢查放電電阻n須測量電容量 C 和介質(zhì)損耗角 tg dn.CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 19 -8-Feb-22 過載能力過載能力n必須符合標準的要求n必須經(jīng)受 500 小時內(nèi) 40%

12、 的過壓狀態(tài)nABB 的理念是：-在理論上過壓承受能力并不作為可供用戶使用的資源，而是作為產(chǎn)品的安全裕度-要注意到長久的過電壓是系統(tǒng)存在問題的信號，必須盡早予以解決CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 20 -8-Feb-22 CLMD CLMD 電容器系列電容器系列CLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 21 -8-Feb-22 預(yù)防諧波預(yù)防諧波n當產(chǎn)生諧波的設(shè)備總?cè)萘康陀陔娫醋儔浩魅萘康?0%:可使用額定電壓等級的電容n當產(chǎn)生諧波的設(shè)備總?cè)萘吭陔娫醋儔浩魅萘康?0%20%應(yīng)使用比額定電源電壓 +10%電容器n當產(chǎn)生諧波的設(shè)備總?cè)?/p>

13、量高于電源變壓器容量的20%:應(yīng)使用比額定電源電壓 +10%電容器 + 電抗器( 變壓器容量小于 2 MVA )BACKCLMDABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 22 -8-Feb-22 kvar, 400V, 50/60 Hz, 40C UA R 無最大峰值電流 之限制 UA16.RUA26.RUA30.RUA50.RUA63.RUA75.R12.52230405060kvar, 400V, 50/60 Hz, 40C UA 最大承受的峰值電流 為 100 x In UA26UA30UA63UA50UA75UA952027,545335060UA11074-UA/

14、UA-RABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 23 -8-Feb-22 A1A2閉合閉合分斷分斷A1A2UA/UA-RABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 24 -8-Feb-22 l 無預(yù)期峰值電流之限制無預(yù)期峰值電流之限制l 可靠性好可靠性好l 尺寸緊湊尺寸緊湊l UA的派生系列的派生系列BACKUA/UA-RABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 25 -8-Feb-22 簡捷易懂的用戶界面簡捷易懂的用戶界面 ( ( 觸摸鍵觸摸鍵 ) )LCDLCD顯示顯示屏屏自動自動 / / 手手動模式鍵動模式鍵參數(shù)和數(shù)參數(shù)和數(shù)值調(diào)

15、整值調(diào)整RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 26 -8-Feb-22 報警信號報警信號有一個信號繼電有一個信號繼電器輸出相應(yīng)信號器輸出相應(yīng)信號LCD LCD 圖標圖標 超溫報警超溫報警另有一個信號繼另有一個信號繼電器輸出相應(yīng)信電器輸出相應(yīng)信號號RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 27 -8-Feb-22 當前功率因當前功率因數(shù)的正負標數(shù)的正負標記：記：感性感性 / / 容性容性符號符號LCD LCD 圖標圖標 RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 28 -8-Feb-22 LCD LCD 圖標圖標 電

16、容器組控制電容器組控制方向符號，即方向符號，即下一時刻：下一時刻：- 將接入一組將接入一組電容器電容器還是：還是：- 將切除一組將切除一組電容器電容器激活的激活的輸出回輸出回路路RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 29 -8-Feb-22 自動適應(yīng)自動適應(yīng)( (調(diào)整調(diào)整) )： 相位順序相位順序 CT CT 同名端同名端自動確認：自動確認：輸出回路數(shù)輸出回路數(shù)開關(guān)順序開關(guān)順序調(diào)試簡易調(diào)試簡易RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 30 -8-Feb-22 同時按下同時按下 +/- +/- 鍵鍵C/K值自動確值自動確定定自動初始化自動初

17、始化RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 31 -8-Feb-22 相移相移自動初始化自動初始化切換延遲時切換延遲時間間RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 32 -8-Feb-22 輸出回路數(shù)輸出回路數(shù)自動初始化自動初始化開關(guān)順開關(guān)順序序RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 33 -8-Feb-22 積分模式，直進模式和循環(huán)模式集成的優(yōu)積分模式，直進模式和循環(huán)模式集成的優(yōu)點：點：減少切換的次數(shù)減少切換的次數(shù)減少不必要的中間過程減少不必要的中間過程延長了電容器和接觸器的壽命延長了電容器和接觸器的壽命 可對

18、快速變化的負載進行可對快速變化的負載進行 Cos phi Cos phi 控制控制把最合理的切換模式集成于一把最合理的切換模式集成于一體體RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 34 -8-Feb-22 適合高溫環(huán)境下使用適合高溫環(huán)境下使用最高環(huán)境溫度可達最高環(huán)境溫度可達 70 70C C性能可靠性能可靠對電網(wǎng)中存在的諧波不敏感對電網(wǎng)中存在的諧波不敏感RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 35 -8-Feb-22 規(guī)格品種規(guī)格品種 - - 輸出回路主電源電壓、頻率輸出回路主電源電壓、頻率RVC-3RVC-6RVC-8RVC-10RVC-

19、12 3 個輸出回路個輸出回路 6 個輸出回路個輸出回路 8 個輸出回路個輸出回路 10個輸出回路個輸出回路 12個輸出回路個輸出回路230V (220V to 240V) 400V (380V to 440V) 50Hz / 60Hz (自動適應(yīng)自動適應(yīng))RVCABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 36 -8-Feb-22 獨特的設(shè)計獨特的設(shè)計?調(diào)試簡便調(diào)試簡便?編程容易編程容易 ?全自動初始化全自動初始化RVC :用戶界面良好的功率因數(shù)控制用戶界面良好的功率因數(shù)控制器器RVC 20 20msmsRVT: 電容保護電容保護ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB

20、Group - 65 -8-Feb-22 最近五個報警的信息最近五個報警的信息根據(jù)發(fā)生的事件重啟動延時根據(jù)發(fā)生的事件重啟動延時+ + 發(fā)生時距目前時間發(fā)生時距目前時間被記錄被記錄無振蕩影響無振蕩影響RVT: 電容保護電容保護ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 66 -8-Feb-22 測試功能測試功能輸出繼電器輸出繼電器, , 風(fēng)扇和報警繼電器風(fēng)扇和報警繼電器可獨立測試可獨立測試診斷診斷RVT RVT 可顯示每一個輸出繼電器的動作次數(shù)可顯示每一個輸出繼電器的動作次數(shù)RVT:測試和診斷測試和診斷 ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 67 -8-

21、Feb-22 輸出輸出: :輸入輸入: :風(fēng)扇繼電器風(fēng)扇繼電器報警繼電器報警繼電器白天白天/ /夜晚夜晚 coscos 外部報警外部報警RVT:通訊通訊ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 68 -8-Feb-22 RVT通訊通訊: RVT Modbus nModbus 通訊不是RVT標準附件nRVT Modbus是新的產(chǎn)品ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 69 -8-Feb-22 n方便與用戶現(xiàn)有支持Modbus協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊n如果是其它通訊協(xié)議 (Profibus, Can, Ethernet) ，需要合適的適配器相聯(lián)接n對于新項目 (最

22、終用戶現(xiàn)在沒有通訊系統(tǒng)), OPC server 軟件作為附件提供 RVT通訊通訊: RVT Modbus ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 70 -8-Feb-22 RVT Modbus =RVT - Modbus+ RS485 Modbus 適配器適配器RVT通訊通訊: RVT Modbus ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 71 -8-Feb-22 RVT Modbus所有測量值所有測量值 所有設(shè)定所有設(shè)定都可以通訊都可以通訊RVT通訊通訊: RVT Modbus ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 72

23、-8-Feb-22 Level 1: Connectivity RS485 Modbus 適配器適配器RVT含最長通訊距離最長通訊距離1200 米米RVT通訊通訊: RVT Modbus ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 73 -8-Feb-22 Level 1: ConnectivityLevel 1: ConnectivityLevel 1 : connectivityRVT通訊通訊: RVT Modbus ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 74 -8-Feb-22 RVT: 通訊通訊 (選件選件)聯(lián)接打印機聯(lián)接打印機ABB 打印電纜

24、打印電纜兼容打印機兼容打印機(DPU 414 - Seiko)ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 75 -8-Feb-22 100Vac - 440Vac50Hz / 60Hz (自動調(diào)整自動調(diào)整)RVT-6RVT-12 6 路輸出路輸出 12 路輸出路輸出控制電源控制電源:電流輸入電流輸入:5A or 1A可編程可編程RVT: 范圍范圍ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 76 -8-Feb-22 最大環(huán)境溫度最大環(huán)境溫度 70CIP43 保護等級保護等級 (按需可供按需可供IP54)電壓測量電壓測量: 最高最高 690Vac或更高(用變壓器

25、)RVT:ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 77 -8-Feb-22 ModbusBACKABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 78 -8-Feb-22 選型中一些簡單計算選型中一些簡單計算：電容器額定電流計算 Q=1.732*U*I Q: 額定電容量 （var) U: 額定電壓 （V） I：額定電流 （A） 例如：CLMD43-30kvar-400V,額定電流？ I = Q / 1.732/U =30*1000/1.732/400=43.3AABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 79 -8-Feb-22 選型中一些簡

26、單計算選型中一些簡單計算：2）電容器最大熱電流It It = 1.3 * 1.15 * I = 1.5 * I 1.3 : 考慮諧波和網(wǎng)絡(luò)電壓誤差的出現(xiàn)導(dǎo)致電路中產(chǎn)生一個永久性流動的電流，其值為額定電流的1.3倍(IEC831-1和2允許過載能力） 1.15: 考慮制造誤差，電容器的實際功率可達額定功率的1.15倍 I：額定電流 （A） 例如：CLMD43-30kvar-400V,最大熱電流It ？ It = 1.3 * 1.15 * I = 1.5 * I = 1.5 * 43.3 = 65AABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 80 -8-Feb-22 選型中一些簡

27、單計算選型中一些簡單計算： 3）對接觸器的要求： a)可以承受電容器額定電流1.5倍的永久性電流 b）可以承受觸點閉合時短暫而大的峰值電流（在電容器通電時，將在瞬變過程期間12ms,產(chǎn)生可能最高達180*I 高頻的過電流，其大小與網(wǎng)絡(luò)電感，變壓器功率和短路電壓，功率因素補償類型有關(guān)）例如：CLMD43-30kvar-400V,相應(yīng)接觸器？ UA63-30-11 滿足上述條件a)； UA63-30-11最大容許峰值電流：5.5kA (500V) 能否滿足上述條件b）？ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 81 -8-Feb-22 選型中一些簡單計算選型中一些簡單計算：4）

28、對熔斷器的要求： 電容器由gG型熔絲保護，熔絲的額定值為額定電流的1.62倍例如：CLMD43-30kvar-400V,相應(yīng)熔斷器？ UA63-30-11額定電流43.3A,選擇NT00C-80AABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 82 -8-Feb-22 5）選型中一些簡單計算選型中一些簡單計算： 功率因數(shù)控制器中C/k值的計算： 三相網(wǎng)絡(luò)：三相網(wǎng)絡(luò)： C/k 0.62 * Q * 1000 / (1.732 * U * k ) Q : 單步無功三相功率kvar U : 系統(tǒng)線電壓（V） k : 電流變壓器比率例如：低壓400V電網(wǎng)，15kvar * 8電容柜，電流

29、互感器1000/5A, 相應(yīng)C/k值？ C/k 0.62 * 15 * 1000 / (1.732 * 400 * (1000/5) 0.067ABBABB無功補償方案無功補償方案 ABB Group - 83 -8-Feb-22 6）其它需要考慮的因素： 正確的選型還需要考慮a）環(huán)境溫度的影響b）網(wǎng)絡(luò)阻抗與電容器耦合頻率是否會與電網(wǎng)中的諧波產(chǎn)生共振？c）其它特殊要求。 產(chǎn)生相間諧波，相不平衡，經(jīng)常無功補償不足n商業(yè)負載 (主要三相三線系統(tǒng))n所有的辦公大樓都使用電腦設(shè)備，節(jié)能燈具，復(fù)印設(shè)備，傳真機 = 產(chǎn)生相間諧波和中性線諧波，三相不平衡，功率因數(shù)較差什么地方使用了非線性負載什么地方使用了非

30、線性負載? ABB Group - 90 -8-Feb-22 日益增長的電網(wǎng)諧波的影響日益增長的電網(wǎng)諧波的影響Peak100%133%168%204%RMS100%105%108%110% = 改變了電流波形的峰值改變了電流波形的峰值= 增加了電流均方根值增加了電流均方根值0%33%39%44%諧波帶來的電流波形畸變 ABB Group - 91 -8-Feb-22 過高的諧波電流波形畸變帶來的后果過高的諧波電流波形畸變帶來的后果n所有的電力負載和電網(wǎng)設(shè)備都是設(shè)計在正常的正弦電流和電壓波形下工作的. 畸變的電流電壓波形將導(dǎo)致:- 設(shè)備壽命縮短；- 設(shè)備損壞；- 變壓器過載和電纜過載；- 設(shè)備功

31、能故障； - . ABB Group - 92 -8-Feb-22 來自化工煉油廠的調(diào)速變頻水泵的測量數(shù)據(jù)來自化工煉油廠的調(diào)速變頻水泵的測量數(shù)據(jù)LINE VOLTAGES & LINE CURRENTS AT PUMPING CLUSTER Waveform event at 22/11/01 10:25:43.533CHA Volts CHB Volts CHC Volts CHA Amps CHB Amps CHC Amps VoltsAmps10:25:43.7210:25:43.7310:25:43.7410:25:43.7510:25:43.7610:25:43.7710:2

32、5:43.78-750-500-2500250500750-3000-2000-10000100020003000 Voltage: THDV = 12%Current: THDI = 27% ABB Group - 93 -8-Feb-22 關(guān)于諧波的相關(guān)標準和規(guī)范關(guān)于諧波的相關(guān)標準和規(guī)范 n目標: 確保電網(wǎng)的諧波畸變不超過電網(wǎng)和設(shè)備所能承受的限度n要求:THDV 5%:基本能維持運行基本能維持運行5% 10%:大部分設(shè)備將出現(xiàn)故障大部分設(shè)備將出現(xiàn)故障n相關(guān)參考標準:n美國標準 IEEE 519n英國及亞洲標準 G5/3n中國標準 GB/T 14549-93n歐洲標準 IEC 1000-2-

33、2 ABB Group - 94 -8-Feb-22 諧波問題解決方案諧波問題解決方案n改變電網(wǎng)的供電結(jié)構(gòu)E.g. - 把對諧波敏感的設(shè)備和產(chǎn)生諧波的設(shè)備進行隔離供電；- 盡量使用高脈沖整流的變頻設(shè)備；- 采用特殊繞組的變壓器以減小其阻抗；- 盡量通過大的電網(wǎng)系統(tǒng)供電； = 在供配電設(shè)計階段就應(yīng)該加以考慮和設(shè)計；= 不可能解決所有的非線性負載帶來的問題；= 造價不菲，浪費很多安裝空間； ABB Group - 95 -8-Feb-22 諧波問題解決方案諧波問題解決方案n靜態(tài)濾波器: 串聯(lián)電抗器和電容器組合給諧波提供低阻抗的通路= 濾波效率受電網(wǎng)參數(shù)的影響； = 容易因過載而損毀；= 難于擴展使

34、用能量；= 容易造成諧振，帶來嚴重后果；= 需要為每一種諧波單獨配置一套靜態(tài)濾波器；= 需要很多安裝空間；= 總是伴隨產(chǎn)生無供補償：- AC drives 不需要無功補償，容易過補償- 發(fā)電機 不能在容性功率因數(shù)下正常工作 Frequency 0Series impedanceRCapacitivebehaviourInductivebehaviour ABB Group - 96 -8-Feb-22 最佳諧波解決方案n動態(tài)有源濾波器n濾波原理: 動態(tài)有源濾波器產(chǎn)生和系統(tǒng)諧波大小相等，相位相反的諧波注入到電網(wǎng)中，從而有效消除諧波-1. 31. 30360LOADCURRENT-20020401

35、5711131719-1.31.30360ACTIVE FILTERCURRENT-200204015711131719-1. 31. 30360CLEANFEEDERCURRENT-200204015711131719Waveforms+=Harmonics ABB Group - 97 -8-Feb-22 動態(tài)有源濾波器原理演示動態(tài)有源濾波器原理演示示意圖 :PQF-1. 31. 30360-1. 31. 30360-1. 31. 30360供電電源電源基波ONLY HARMONICS ABB Group - 98 -8-Feb-22 動態(tài)有源濾波器工作原理動態(tài)有源濾波器工作原理 (1)

36、PWMINVERTER(IGBT-based)DC ENERGYSTORAGEPWM REACTORSOUTPUT FILTERLINE REACTOR+- ABB Group - 99 -8-Feb-22 動態(tài)有源濾波器工作原理動態(tài)有源濾波器工作原理(2)測量單元DSP數(shù)字處理器物理信號PWM信號 ABB Group - 100 -8-Feb-22 ABB 動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器: PQFKn三相四線動態(tài)有源濾波器，同時濾除中性線諧波和相線諧波；n濾除諧波頻率范圍：2次諧波50次諧波；n同時濾除諧波種類：同時濾除15種諧波； n具備無功補償能力和相不平衡補償能力；n規(guī)格: 208 41

37、5 V, 50/60 Hz每相線上濾除諧波電流能力分為： 40A ,70A,100A共三種規(guī)格;中性線濾波能力為對應(yīng)相線的3倍；n一組控制器最多可以控制4組功率模塊；n上下均可進線；n防護等級IP21；n安裝尺寸：6006002150 mm ABB Group - 101 -8-Feb-22 ABB 動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器: PQFMn三相三線動態(tài)有源濾波器，濾除相線諧波；n濾除諧波頻率范圍：2次諧波50次諧波；n同時濾除諧波種類：同時濾除20種諧波；n具備無功補償能力和相不平衡補償能力；n規(guī)格: 50/60 Hzn一組控制器最多可以控制8組功率模塊；n上下均可進線；n安裝尺寸：6006

38、002150 mm； 208 V-480V 480V-600V 600V-690V I A Small 70 100 100* I A Medium 100 I A Large 130 Nr harms 20 20 20 * Due to higher voltage ( 600V), the modules are de-rated suitably.) ABB Group - 102 -8-Feb-22 n三相三線動態(tài)有源濾波器，濾除相線諧波；n濾除諧波頻率范圍：2次諧波50次諧波；n同時濾除諧波種類：同時濾除20種諧波；n具備無功補償能力和相不平衡補償能力；n規(guī)格: 50/60 Hzn一

39、組控制器最多可以控制8組功率模塊；n標準配置下進線，上進線需特別定購；n標準安裝尺寸：8006002150 mm； ABB 動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器: PQFI 208 V-480V 480V-600V 600V-690V I A Large 450 320 320* I A Small 250 180 180* Nr harms 20 20 20 * Due to higher voltage ( 600V), the modules are de-rated suitably.) ABB Group - 103 -8-Feb-22 n在2次諧波到50次諧波的范圍內(nèi)，PQFM/I 可以獨

40、立選擇20種諧波進行同時濾除(PQFK可同時選擇15種)；n可以設(shè)定每一種要濾除的諧波的濾波范圍； n濾波效率高 (通常情況下高達 97%)n采用閉環(huán)控制方式，濾波精度高；n能提供基于基波的相不平衡補償和無切換的無功補償；n具備不同的工作模式設(shè)定和不同工作狀態(tài)的自動切換能力；為什么選擇為什么選擇 PQF 系列動態(tài)有源濾波器系列動態(tài)有源濾波器 (1)?PQF是目前功能最全面和高效的電網(wǎng)質(zhì)量改善設(shè)備！是目前功能最全面和高效的電網(wǎng)質(zhì)量改善設(shè)備！ ABB Group - 104 -8-Feb-22 PQF工作模式設(shè)定工作模式設(shè)定 高高 優(yōu)先級優(yōu)先級 低低 模式模式 1 濾波到設(shè)定濾波到設(shè)定值值 最大程

41、度濾波最大程度濾波 無功補償無功補償 模式模式 2 濾波到設(shè)定濾波到設(shè)定值值 無功補償無功補償 最大程度濾波最大程度濾波 模式模式 3 濾波到設(shè)定濾波到設(shè)定值值 無功補償無功補償 無功補償設(shè)定無功補償設(shè)定: - 不補償；- 動態(tài)補償 (補償?shù)接脩粼O(shè)定的cos)；- 靜態(tài)補償 (固定補償?shù)接脩粼O(shè)定的無功功率Q)；- 三相負載不平衡補償； ABB Group - 105 -8-Feb-22 不同工作狀態(tài)間的自動切換不同工作狀態(tài)間的自動切換最大程度濾波并提供無功補償最大程度濾波濾波到設(shè)定值根據(jù)硬件條件濾波負荷增加負荷減少 ABB Group - 106 -8-Feb-22 為什么需要特別濾除高次諧波

42、為什么需要特別濾除高次諧波?Filter upto H13Filter upto H25Filter upto H50= 高次諧波電流對電壓畸變的很大= 標準中對高次諧波的限制很嚴格 ABB Group - 107 -8-Feb-22 工程示例一工程示例一: 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的諧波治理感應(yīng)加熱系統(tǒng)的諧波治理T12 MVA6%400 VT22 MVA6%400 VT32 MVA6%400 V91.2 MVA20 kVPQFA296 kVA(428 A)Drives945 kVA(1364 A)700 kvar7%(1010 A)400 kvar7%(577 A)400 kvar7%(577 A)Dr

43、ives315 kVA(455 A)Drives315 kVA(455 A)3200/515 VATo T1問題:- 高頻諧波干擾生產(chǎn)系統(tǒng)- 諧波導(dǎo)致電容器組過載 ABB Group - 108 -8-Feb-22 工程示例一工程示例一: 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的諧波治理感應(yīng)加熱系統(tǒng)的諧波治理-3000-2000-100001000200030000510152025303540Time msLine current A-3000-2000-100001000200030000510152025303540Time msLine current A濾波前相線電流濾波前相線電流含高頻尖峰的電流波形含高頻尖

44、峰的電流波形濾波后相線電流濾波后相線電流標準的正弦電流波形標準的正弦電流波形解決方案: ABB PQF動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器 ABB Group - 109 -8-Feb-22 工程示例一工程示例一: 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的諧波治理感應(yīng)加熱系統(tǒng)的諧波治理0%2%4%6%8%10%12%14%0246810 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50Frequency HarmonicsCurrent distortion %濾波前相線電流濾波前相線電流濾波后相線電流濾波后相線電流高次諧波的濾波效率0%2%4%6%8%10

45、%12%14%0246810 12 141618 202224 26 283032 343638 4042 444648 50Frequency HarmonicsCurrent distortion %解決方案: ABB PQF動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器 ABB Group - 110 -8-Feb-22 為什么要獨立設(shè)定每一次諧波的濾波范圍為什么要獨立設(shè)定每一次諧波的濾波范圍?n每一次諧波都能夠被最優(yōu)化濾除；n用戶可以在需要濾除的諧波和暫時不需要濾除的諧波之間合理的分配濾波器的能量；= 有效利用濾波器的能量使電網(wǎng)質(zhì)量達到最佳；n用戶可以把濾除各次諧波的大小到國家標準或行業(yè)標準的要求之內(nèi)；

46、=有效利用濾波器的能量，以降低濾波器的規(guī)格大?。籲只有各次諧波獨立設(shè)定的動態(tài)有源濾波器才能可以和靜態(tài)濾波器同時并聯(lián)使用； ABB Group - 111 -8-Feb-22 工程示例二工程示例二: 纜車系統(tǒng)的諧波治理纜車系統(tǒng)的諧波治理 230kW 230kW PQF 10kV/0.4kV 630kVA/4.3% 問題:- 纜車系統(tǒng)采用 頻率為 1050 Hz 和 1600 Hz的脈沖控制信號；- 電網(wǎng)上出現(xiàn)大量高次諧波； ABB Group - 112 -8-Feb-22 工程示例二工程示例二: 纜車系統(tǒng)的諧波治理纜車系統(tǒng)的諧波治理-800-700-600-500-400-300-200-10

47、0010020030040050060070080005101520253035404550556065707580859095 100Current ATime msFILTER OFF - 09/12/9705010015020025030035040045050005101520253035404550Current ArmsHarmonicsFILTER OFF - 09/12/97使用使用 ABB 動態(tài)有源濾波器前的相電流動態(tài)有源濾波器前的相電流解決方案: ABB 動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器 ABB Group - 113 -8-Feb-22 工程示例二工程示例二: 纜車系統(tǒng)的諧波

48、治理纜車系統(tǒng)的諧波治理-800-700-600-500-400-300-200-100010020030040050060070080005101520253035404550556065707580859095100Current ATime msFILTER RUNNING - 09/12/97Current Arms05010015020025030035040045050005101520253035404550HarmonicsFILTER RUNNING - 09/12/97使用使用 ABB 動態(tài)有源濾波器后的相電流動態(tài)有源濾波器后的相電流解決方案: ABB 動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源

49、濾波器 ABB Group - 114 -8-Feb-22 工程示例二工程示例二: 纜車系統(tǒng)的諧波治理纜車系統(tǒng)的諧波治理-700-600-500-400-300-200-100010020030040050060070005101520253035404550556065707580859095100Voltage VTime msFILTER OFF - 09/12/97-700-600-500-400-300-200-100010020030040050060070005101520253035404550556065707580859095 100Voltage VTime msFILT

50、ER RUNNING - 09/12/97濾波前的線電壓波形濾波前的線電壓波形濾波后的線電壓波形濾波后的線電壓波形解決方案: ABB 動態(tài)有源濾波器動態(tài)有源濾波器 ABB Group - 115 -8-Feb-22 為什么采用閉環(huán)控制模式為什么采用閉環(huán)控制模式?Distortion sourceopen loopclosed loopDistortion sourcen 獲取最佳效果: 濾波器可以動態(tài)控制濾波的誤差，實時糾正測量的誤差，提高濾波的精度；n 閉環(huán)控制的 CT 更易于安裝； = 減少安裝成本n 不需要采用特別定制的CT，降低維護成本； ABB Group - 116 -8-Feb-

51、22 工程示例三工程示例三: 化工煉油廠的調(diào)速變頻裝置化工煉油廠的調(diào)速變頻裝置LINE VOLTAGES & LINE CURRENTS AT PUMPING CLUSTER Waveform event at 22/11/01 10:25:43.533CHA Volts CHB Volts CHC Volts CHA Amps CHB Amps CHC Amps VoltsAmps10:25:43.7210:25:43.7310:25:43.7410:25:43.7510:25:43.7610:25:43.7710:25:43.78-750-500-2500250500750-300

52、0-2000-10000100020003000 Voltage: THDV = 12%Current: THDI = 27% ABB Group - 117 -8-Feb-22 工程示例三工程示例三: 化工煉油廠的調(diào)速變頻裝置化工煉油廠的調(diào)速變頻裝置LINE VOLTAGES & LINE CURRENT W ITH ACTIVE FILTER Waveform event at 22/11/01 10:41:55.533CHA Volts CHB Volts CHC Volts CHA Amps CHB Amps CHC Amps VoltsAmps10:41:55.7210:41

53、:55.7310:41:55.7410:41:55.7510:41:55.7610:41:55.7710:41:55.78-750-500-2500250500750-3000-2000-10000100020003000Voltage: THDV = 2%Current: THDI = 3% ABB Group - 118 -8-Feb-22 相平衡補償和無功補償?shù)哪芰ο嗥胶庋a償和無功補償?shù)哪芰進一步改進電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量；n在一些類似醫(yī)院的敏感供電系統(tǒng)中提供實時無功補償；n能根據(jù)用戶需要提供容性無功補償和感性無功補償；n能讓供電系統(tǒng)的各項指標都能達到電網(wǎng)管理部門的要求；n能減少變壓器的負

54、載率，延長壽命； ABB Group - 119 -8-Feb-22 n能適用于三相三線系統(tǒng)和三相四線系統(tǒng)，適應(yīng)于不同電壓等級和不同的電流范圍；n不受供電系統(tǒng)阻抗變化的影響；例：變壓器并聯(lián)運行狀態(tài)，備用發(fā)電機供電狀態(tài)，母聯(lián)開關(guān)閉合運行裝態(tài)= 都能夠達到最佳濾波效果n采用了過載抑制控制技術(shù)，動態(tài)控制濾波器的輸出電流；= 能讓濾波器長時間工作在額定狀態(tài)而不會發(fā)生過載；n能根據(jù)需要擴充功率模塊：= PQFI/M: 最多 8 個功率模塊PQFK: 最多4個功率模塊= PQFI/M: 不同規(guī)格大小的功率模塊也可以組合擴充；為什么選擇為什么選擇 PQF 系列動態(tài)有源濾波器系列動態(tài)有源濾波器 (2)?PQF

55、動態(tài)有源濾波器的效果最好，功能最齊全，而且能動動態(tài)有源濾波器的效果最好，功能最齊全，而且能動態(tài)適應(yīng)用戶系統(tǒng)的變化！態(tài)適應(yīng)用戶系統(tǒng)的變化！ ABB Group - 120 -8-Feb-22 為什么選擇為什么選擇 PQF 系列動態(tài)有源濾波器系列動態(tài)有源濾波器 (3)?n恢復(fù)供電后自動啟動到斷電前的工作狀態(tài)；n能夠進行遠程控制；n6組可編程的數(shù)字信號接點用于用戶對濾波器狀態(tài)的監(jiān)控；n具備RS232,RS485標準端口，支持 Modbus 通訊協(xié)議；n提供標準常開和常閉報警信號接點；n有功損耗低 (例：100 A 單元在400V系統(tǒng)中僅 500 W 到 3 kW 損耗 ) n兩組設(shè)定值對應(yīng)系統(tǒng)兩個運

56、行狀態(tài)；n采用標準化CT安裝附件；n控制系統(tǒng)具備密碼加密功能和控制器加鎖功能；PQF 是根據(jù)用戶的需要而量身定做的濾波器！是根據(jù)用戶的需要而量身定做的濾波器！ ABB Group - 121 -8-Feb-22 為什么選擇為什么選擇 PQF 系列動態(tài)有源濾波器系列動態(tài)有源濾波器 (4)?PQF動態(tài)有源濾波器適用于不同行業(yè)和不同的系統(tǒng)動態(tài)有源濾波器適用于不同行業(yè)和不同的系統(tǒng)! n選擇耐用性和適用性強的組件；n合理的控制組件的數(shù)量；n不同模塊之間的連接保持獨立性；n配備專用的 DC 直流系統(tǒng)保護；n采用增強型輸出單元；n標準的防護等級 IP21 ，更高的防護等級可以定制；n通過 UL 和 CSA

57、標準認證； n制造過程受ABB質(zhì)量控制體系的監(jiān)控； ABB Group - 122 -8-Feb-22 為什么選擇為什么選擇 PQF 系列動態(tài)有源濾波器系列動態(tài)有源濾波器 (5)?PQF提供良好的用戶界面和強大的網(wǎng)絡(luò)分析能力提供良好的用戶界面和強大的網(wǎng)絡(luò)分析能力!n標準配置控制器；n易于設(shè)定和操作；n網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析：= 數(shù)字量顯示= 柱狀圖顯示；= 波形圖顯示；所有重要的網(wǎng)絡(luò)電氣參數(shù)n濾波器狀態(tài)分析= 濾波器狀態(tài)指示；= 濾波器事件記錄，包括故障記錄；= 溫度感應(yīng)指示n提供標準I/O接點用于用戶監(jiān)控； ABB Group - 123 -8-Feb-22 n高防護等級 (達IP41，需提前定制)；

58、n狀態(tài)指示燈；n溫度傳感器；n適用Modbus 通訊協(xié)議的RS232 - RS485 轉(zhuǎn)換接口；n安裝底座；nPQFI 上出線模式n打印機n適用于 DC drive 負載的加強型輸出單元；nPQF-Link 軟件可以通過PC對濾波器進行設(shè)定和控制；為什么選擇為什么選擇 PQF 系列動態(tài)有源濾波器系列動態(tài)有源濾波器 (6)?PQF能安裝用戶的需要量身定做能安裝用戶的需要量身定做! ABB Group - 124 -8-Feb-22 PQF動態(tài)有源濾波器的應(yīng)用場合動態(tài)有源濾波器的應(yīng)用場合Roller tablesCranesOffshoreWindersPaper machineDebarking drumsSki liftsPropulsionCentrifugesDecantersKilnsCompressors所有需要關(guān)注電網(wǎng)質(zhì)量的場合所有需要關(guān)注電網(wǎng)質(zhì)量的場合!Hotels, banks, computing centres ABB Group - 125 -8-Feb-22 更多的工程示例和參考資料更多的工程示例和參考資料n不平衡負載的諧波治理；n中性線系統(tǒng)的濾波治理；n銀行電力系統(tǒng)的諧波治理；n賓館電力系統(tǒng)的諧波治理nVisa 計算中心的