有源精确滤波技术与无功补偿改造方案

有源精确滤波和无功补偿改造技术方案

领步（北京）电能质量设备有限公司

项目主管：陈兴龙审核：马建立编写：张朝元王文林

1系统概述

某汽车工业（苏州）有限公司成立于1998年底， 15年来，艰辛探索，拼搏成长，建成80万平方米的现代化客车制造基地，海格客车驰骋全球85个国家和地区，开辟了一条可持续的快速发展之路。2013年海格客车销量25810台，销售额91.53亿元。海格客车荣获“中国名牌”，“国家出口免验产品”等称号，以144.92亿元的品牌价值跻身“中国500最具价值品牌”榜，成为中国客车行业发展最快的企业、国家汽车整车出口基地企业、中国企业信息化100强。公司现拥有总资产51亿元，员工6000余人，其中各类专业技术人员1100多人，具有年产35000台大中型客车等整车及底盘的能力，下辖国家级苏州市工业园区博士后科研工作站某汽车工业（苏州）有限公司站、江苏省级企业技术中心、江苏省新型客车工程技术研究中心、新型高速客车研发中心、苏州市海格新能源客车研究院、园区现代化客车生产基地。获得TS16949、3C认证，拥有50多类300多个品种，海格H系、A系、V系、W系、B系、星系客车及轻型车等产品，覆盖高端商务、客运、旅游、公交、校车和团体用车领域。海格客车不仅畅销国内，还驰行东南亚、中东、非洲、俄罗斯、东欧、美洲等地。

其电泳涂装车间一条20KV高压进线负载三台容量2000KV A变比10/0.4KV的变压器，其中10#和13#主变主要负载为电泳整流装置及配套负载，11#主变主要负载为电机、动力、照明等常规动力设备，因为电泳整流装置运行时产生谐波干扰，不仅直接导致所在配电系统电容补偿柜投切接触器烧毁、电容器击穿、母排过热振动、变压器温度升高等故障危害，还影响车间内PLC控制柜等电子设备的正常使用，需要进行谐波治理消除谐波引发的故障危害，保障无功补偿和负载设备的正常安全运行。

受某汽车工业（苏州）有限公司的邀约，领步（北京）电能质量设备有限公司派技术工程师前去进行电能质量测试并受委托依据测试概括设计谐波治理方案，方案中所规定的电源规格及配置构成、技术参数、接口等指标，可作为设备设计、制造、验收、交货和质量保证的依据。

2测试与设计依据标准

设计标准如下：

GB/T 2900.1-2008 电工术语基本术语

GB/T 2900.17-1994 电工术语电气继电器(IEC 6005(IEV446)-1977,EQV）

GB/T 2900.32-1994 电工术语电力半导体器件

GB/T 2900.33-2004 电工术语电力电子技术（IEC 60050-551：1998，IDT）

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 14549 电能质量公用电网谐波

GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡

GB/T 15576-2008 低压成套无功功率补偿装置

GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差

GB/T 18481 电能质量暂时过电压和瞬态过电压

GB/T 3797-2005 电气控制设备

GB 4208-2008 外壳防护等级（IP代码）（IEC60529-2001,IDT）

GB/T 7261-2008 继电保护和安全自动装置基本试验方法

GB 16836-2003 量度继电器和保护装置安全设计的一般要求

DL/T 478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件

JB/T 5777.2-2002 电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件JB/T 7828-1995 继电器及其装置包装贮运技术条件

JB/T 9568-2000 电力系统继电器、保护及自动装置通用技术条件

DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

DL/T 672-1999 变电所电压无功调节控制装置订货技术条件

GB 7251.1-2005 低压成套开关设备和控制设备第1部分：型式试验和部分型式试验

GB 311.1-1997 高压输配电设备的绝缘配合

注：所有标准规范执行最新版本

3配电系统测试

3.1测试单位

某汽车工业（苏州）有限公司电泳涂装车间

3.2谐波的基本定义及基础知识

3.2.1领域内关键词语的基本概念

★谐波：（harmonic）对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。我国供电系统频率为50Hz，所以5次谐波的频率为250 Hz。7次谐波的频率为350 Hz。11次谐波的频率为550 Hz，13次谐波的频率为650 Hz。

★公共连接点：（PCC）用户接入电网的连接处。

★总谐波畸变率：（THD）周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。电压总谐波畸变率以THDU表

示，电流总谐波畸变率以THDI表示。

★谐波源（harmonic source）：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。

★感性无功：电动机，变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫感性无功功率。

★容性无功电容器在交流电网中接通时在一个周期内，上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫容性无功功率。

★功率因数：有功功率与视在功率的比值称为功率数。

★功率因数调整电费：实行两部分电价制度的用电企业，供电部门根据用户平均功率因数而加收或减免的电费，称为功率因数调整电费

3.2.2谐波的产生和危害

●谐波的产生：谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷，导致电流波形畸变造成的。我们对这些畸的变交流量进行傅立叶级数分解，即可得到50Hz的基波分量和频率为基波分量整数倍的谐波分量。

●谐波的危害

★影响供电系统的稳定运行：供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁继电器，感应式继电器或新式微机保护进行检测保护，在系统中这些属于敏感元件，继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作，微机保护由于采用了整流采样电路，也及易受到谐波的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。

★影响电网的质量：高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加电路损耗，浪费电网容量。

★影响供电系统的无功补偿设备：供电系统变电站均有无功补偿设备，当谐波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷，使电容异常发热：另外谐波的存在还会加快电容器绝缘介质的老化，缩短电容的使用寿命。

★影响电力变压器的使用：谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。