三相负荷不平衡自动调节装置

时间:2017-02-09 10:50作者:admin 点击:
  ZN-SPC三相负荷不平衡自动调节装置是我公司在ZN-SVG静止型低压动态无功发生器的基础上进行进化升级,专用于提升配电台区电能质量的新型电力电子装置,该装置可有效补偿三相负荷不平衡,双向快速调节无功功率,实时稳定系统电压,与国网“低电压”排查质量的管理方针和技术原则完全吻合。
  • SPC能够全面大幅改善电能质量:

    1、彻底解决配网三相不平衡问题,大幅降低低压配电网的线路损耗;

    2、使无功达到就地平衡,提高配电网实际输出容量;

    3、实时改善电压质量,稳定系统电压,提高配电质量,改善用电环境;

    4、完美解决由于三相不平衡带来的变压器过载运行等问题,延长变压器寿命。

  • 1、三相不平衡补偿原理

    SPC 开启后,通过外接电流互感器(CT)实时检测系统电流,并将系统电流信息发送给内部控制器进行处理分析,以判断系统是否处于不平衡状态,同时计算出达到平衡状态时各相所需转换的电流值,然后将信号发送给内部 IGBT 并驱动其动作,将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相,最后达到三相平衡状态。

    2、电压支撑原理

    SPC 对补偿点电压进行采样,将电压信息传递给内部 DSP,以判断补偿点电压是否超过设定值,当电压超过调压上限(Umax)时,SPC 输出感性电流,降低电压;当电压低于调压下限(Umin)时,SPC 输出容性电流,提升电压。最终使各相电压稳定在正常范围内。

    3、无功补偿原理

    SPC开启后通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算来分析负载电流的无功含量,然后根据设置值来控制PWM信号发生器发出控制信号给内部IGBT使逆变器产生满足要求的无功补偿电流,最终实现动态无功补偿的目的。

    具体原理参看下图,其中红线代表负载电流,蓝线代表电压,绿线代表补偿电流。

    SPC补偿容性无功(矢量图)

    SPC补偿感性无功(矢量图)

  • 1、三相不平衡补偿、双向无功补偿、电压调节;

    2、实时补偿,响应时间小于15ms;

    3、电流源型装置,无谐振,不产生谐波;

    4、无容量衰减;

    5、自身损耗低,占地面积小,容易安装;

    6、运行安全稳定,设计使用寿命大于20年;

    7、免维护设计,保护功能齐全,节省人力成本;

    8、模块化设计,易于安装调试;

    9、防护等级:IP44;

    10、无线通讯功能:GPRS、WIFI

    产品安装示意图

    SPC安装位置主要选取在配电台区配电变压器的低压侧,即介于变压器和用户负荷之间。

    应用效果

  • 1、低压台区概述

    低压台区主要由配电变压器、配电线路、开关器件和计量保护装置等电气设备组成,直接为终端用电负荷供电,其提供的电能质量水平直接关系到终端用电负荷能否安全可靠地运行。然而由于低压台区负荷的特殊性以及其它种种原因,大部分低压台区中均存在着各式各样的电能质量问题,对台区的安全运行构成极大威胁,必须加以治理。

    2、低压台区负荷特点

    1)间歇性用电、季节性用电,峰、谷用电量差别大。

    2)住户分散或集中无序,供电线路复杂,配变布点不合理,供电半径长短不一。

    3)电压监测网络不健全,变压器出线端监测点不足,线路末端电压监测几近空白。

    4)部分农网设计标准偏低,配变容量不足,表后线径偏小。

    3、 低压台区存在的问题

    低压台区主要存在电压偏低(特别是线路末端电压偏低)、三相不平衡和功率因数偏低三大类问题,严重影响到电网和电气设备地安全运行,具体如下:

    3.1、电压偏低

    1)照明灯具发暗:电压降低5%,普通电灯的照度降低18%;电压降低10%,则照度降低约35%。

    2)烧坏电机:电压降低超过10%时,将使电动机的电流过大,线圈的温度过高,严重时会使电动机拖不动机械(如风机、水泵等)而停止运转或无法启动,甚至烧坏电动机。

    3)增大线损:在输送一定电力时,电压降低,电流增大,线损也相应增大。

    4)变电设备能力降低:例如电压降低到额定值的80%时,变压器和线路输送的有功负荷只有额定容量的64%。

    3.2、三相不平衡

    1)增加损耗:线路和配变的损耗与通过电流的平方成正比。在三相四线制系统中,三相负荷平衡时线损最小,不平衡度越大,线损也越大。

    2)配变出力减少:配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。当配变处于三相不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。

    3)烧毁配变:三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大, 局部金属件温升增高,甚至会导致变压器烧毁。

    4)影响用电设备的安全运行:配变在三相负载不平衡时运行,负载重的一相电压降低,负载轻的一相电压升高,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。

    5)中性线过载:三相负载不平衡运行时会造成中性线中流入过大的不平衡电流,导致中性线过载,甚至烧毁。

    3.3、 功率因数偏低

    1)网络损耗大:在输送一定量有功功率的前提下,功率因数越低,其视在功率越大,进而导致网络损耗也越大。

    2)网络输送容量低:在网络一定的前提下,功率因数越低,其输送的有功功率也越低。

    3)用户侧电压偏低:功率因数越低,其在线路及配变上造成的无功压降也越大,导致用户侧电压也偏低。

    4)加收力率电费:功率因数低于国家规定值时将额外加收力率电费。

    4、台区治理的现状

    4.1、目前治理线路末端电压低的手段

    目前,配网台区主要以台变有载调压及电容补偿为主。但随着我国配网的发展,其不足之处也十分突出。

    1.调节方式不灵活,分级调节。

    2.响应速度慢。

    3.无法有效控制电压(低电压)。

    4.投切频繁,故障率高。

    5.无法治理三相不平衡。

    6.无法治理零序、负序等谐波问题

    4.2、目前台区调压节能类设备存在的问题

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