文档介绍：01-2 电网中无功补偿谐波治理的解决方案-- 李军电网中无功功率补偿、谐波治理系统的工程解决方案——模块化技术及产品在成套装置中的应用李军(胜业集团- 北京江海胜业电力科技有限公司, 100044 ) 摘要: 本文简要地描述了我国无功补偿技术的现状及发展趋势。同时列出了现有补偿、滤波设备在工程应用中所存在的不足之处及主要问题, 并针对其提出了总体解决方案。关键词:无功补偿;谐波;谐波治理(滤波) ;模块化技术;模块化产品;电容器;电抗器;保护单元; 1. 前言 鉴于大量的非线性负载( 整流器、变频器、开关电源等电力电子设备)的广泛应用,预示着电网的“谐波时代”已经到来! 鉴于无功功率补偿设备在高、低压电网中的大量使用, 随之带来的问题也已被广泛地关注! 在采用纯电容器对电网进行无功功率补偿的同时,谐波对其造成的不利影响已是不可回避的问题,也就是说: ①不考虑谐波的影响因素,而单纯进行无功补偿的时代即将过去; ②在对用电系统进行无功补偿的同时,必须兼顾对谐波进行综合治理; ③纯电容补偿设备将逐步退出历史舞台! ☆国外一些发达国家的电力部门,早已禁止纯电容补偿设备进入电网。 2. 我国无功功率补偿技术的现状及发展趋势 .无功补偿技术的现状①以纯电容补偿形式为主; ②以三相共补的补偿方式为主; ③以接触器作为投切开关的方式为主; ④以等容循环投切的控制策略为主(一般采用功能简单的普通型控制器); ⑤成套装置采取的保护技术比较简单; ⑥成套装置的制作一般采用分离元、器件; 无功补偿技术的发展趋势①滤波补偿技术已逐步、大量应用; ②无触点开关已大量使用; ③分相补偿技术已在部分地区逐步应用; ④远程监控技术已逐步应用; ⑤模块化技术及产品已逐步应用; ⑥新型电力元、器件将大量应用; ⑦有源滤波技术已逐步成熟,并已进入特定的市场领域; ⑧无源滤波补偿+ 有源滤波器的综合技术方案,将逐步被采用; 3 .现有补偿技术的不足之处及成套装置在工程应用中存在的主要问题、原因 . 不足之处①在采用纯电容形式对系统进行无功补偿时: ? 谐波电流经常被放大(与系统发生谐振现象); ? 造成用电设备、补偿电容器、投切开关及相关元件的损坏; ②三相共补时: ???? 不能有效的实施三相分别补偿; 在三相不平衡系统中,将出现某相欠补、某相过补或某两相同时欠补/ 过补的现象; 用电系统虽然配备有无功补偿设备, 但仍需支付可观的力率调整电费( 无功罚款); 有可能会加剧系统的不平衡现象; ③采用接触器作为投切电容器的开关时: ? 响应速度较慢(通常需大于 30秒); ?????? 不适合负载无功变化较快且频繁的场合; 电容器投入时,会产生较大的涌流; 电容器切除时, 会产生较高的过电压; 电容器再次投入之前,需充分放电; 分组较粗、补偿精度较差; 用电系统长期处于欠补偿状态,平均功率因数低; ④采用等容循环投切的控制策略时: ④采用普通型控制器时: ? 采样技术简、控制物理量单一,会出现频繁投切或“振荡投切”的现象; ???? 灵敏度低,在系统轻载时将出现“拒动”现象; 抗干扰能力差, 经常出现误动作或死机现象, 不适合( 或不能够) 在有谐波的系统中工作; 控制功能简单, 不能满足先进( 需要多种保护功能) 的补偿系统的控制要求; 不具备通讯及远程监控功能。⑤采取的保护方式简单,不能对补偿设备在各种工况下实施有效的保护: ? 熔断器+ 热继电器的保护方式; ? 微型断路器的保护方式; ⑥采用分离元、器件组装的补偿设备: ?? 成套装置的柜体尺寸普遍偏大; 柜内连线凌乱, 整体美观性较差; ? 组装工艺性差且复杂; .主要问题①不能针对变压器进行固定的补偿,尤其是在高压侧计量电费时; ②补偿装置的运行可靠性低、故障率高,经常出现误动作或死机现象; ③控制灵敏度低:负载较轻或系统中含有谐波时无法正常工作; ④补偿精度差( 分组较粗), 使月平均功率因数低, 用电系统虽然配备有无功补偿设备,但仍需支付可观的力率调整电费(无功罚款); ⑤响应速度慢,跟不上系统无功变化的速度; ⑥谐波电流经常被放大,造成: ???? 补偿装置无法正常工作(出现死机现象); 补偿电容器投不上去、切不下来(拒动现象); 控制程序失灵(误动现象); 电容器、接触器/ 晶闸管/ 复合开关、熔断器等经常损坏; ☆导致电容器等元件损坏的主要原因:谐波;过电压、涌流;环境温度及温升;电容器再次投入时的残留电压;频繁投切等; ⑦大多数补偿装置没有分相补偿功能,其补偿效果不理想: ? 当系统中负载出现三相不平衡时; ? 当系统中单相负载较多时, 尤其是在大面积的照明系统中; ? 智能大厦、星级宾馆、写字楼、大型住宅小区、焊机设备集中的场所等; ⑧所用元、器件