長安某汽車零部件配套廠二期改造

項目背景

原配電系統狀況

長安某汽車零部件配套廠變壓器容量Sn=1000KVA，補償容量510Kvar，原補償方案采用智能集成抗諧波電容器，現場負荷為液壓機、焊機等設備，補償投運后主要存在以下問題：

1、無功補償柜在全部投入狀態下，輸出無功電流不足（額定433A，現輸出216A），配電系統功率因數平均值低于0.9以下。

2、無功補償柜元器件溫度高出環境溫度2倍以上，電容器外觀已嚴重鼓包，柜體底部大量堆積了電容器滲漏的填充介質，造成電容器容值嚴重衰減且極易引起安全事故。

3、無功補償柜無法快速跟蹤負荷變化，且每天24小時連續投入運行。

4、焊機主要是三次諧波源，供電電源主要是兩相380V，補償電抗率配置不合理，不能有效抑制三次諧波。

現場照片：

測試儀器

FLUKE434電力諧波分析儀；FLUKE434是美國福祿克公司生產的專業測量電能質量的測試儀，功能全面、精度高、監測及記錄電力質量、電力質量故障診斷功能最全面的儀器，測量功率及電能、突升、突降、閃變、諧波分析到100次，高頻瞬態測量、檢測及波形顯示、各電氣參數的驟升驟降趨勢圖等。

電壓精度 0.5%

電壓量程 10——1000V

電流精度 0.2%

電流量程 0—3000A

部分測試數據

              測試點1：三相電壓有效值

測試點2：三相電壓有效值

           測試點3：三相電壓有效值

測試點1：無功功率

       測試點2：無功功率

     測試點3：功率因數

分析總結

1、經檢測焊機工作無功需求最大達到809Kvar，原補償裝置有效輸出容量只有

202Kvar，無功功率嚴重補償時不足，造成配電系統電壓平均跌落至208V~214V（標準電壓為230V），沖擊電流幅值達到3000A以上。

其影響是：

a、焊機工作電壓不穩定，嚴重影響焊接質量，會導致焊接產品次品率增高。

b、造成焊機生產線就地總開關柜斷路器頻繁跳閘，嚴重影響生產效率。

2、原補償裝置采用一體化電容，電抗率為7%，該裝置不能有效抑制系統3次諧波，諧波注入配電系統會影響配電系統安全運行，造成變壓器運行噪音大，溫升高、母線發燙等現象。同時導致補償裝置元器件溫度升高，加速無功補償元件損壞有出現電氣安全事故的隱患。

解決方案

本方案考慮到用戶有效節能和安全運行問題，為客戶量身定制了低壓動態補償與諧波治理裝置的電能質量解決方案，同時改善公司配電系統電能質量、提高功率因數并降低線路損耗達到節能降耗的目標，為用戶取得最大的經濟效益。

設計依據

根據負載參數、負載特性，諧波數據及工程經驗，本項目補償濾波方案設計如下：

為了保證足夠的濾波通道，設計在變壓器二次側、焊機總開關就地處設置動態無功補償濾波裝置，補償裝置設計3次、5次濾波支路，每條濾波支路串入濾波電容器和濾波電抗器，濾除3次、5次及高次諧波電流。

治理目標

1、消除電氣安全隱患，避免造成安全事故。

2、保證月均功率因數達0.95以上，獲得供電局力調電費獎勵

3、降低諧波含量60%以上，減少諧波對電網和設備的影響，提高設備工作效率。

4、穩定系統末端電壓，減少電壓跌落對設備造成的影響

5、降低線路損耗和變壓器損耗，減少用戶電力費用投入。

6、提高變壓器有功容量，起到變壓器增容作用。

現場改造

補償柜改造后帶來的效益

1、提升月均功率因數達0.95以上，免除電力罰款。

2、降低系統運行電流，降低電纜線發熱，降低線路損耗，提升電能有效利用率。

3、消除安全隱患，避免造成安全事故。

4、現場電壓得到提升，保證了焊接質量。