石化行业电能质量分析及治理

3、石化行业电能质量分析 石化行业生产线长、涉及面广，自动化程度高，复杂的装置间关联度。由于生产的 需要，存在大量快速变化的冲击性负荷，电力负荷构成也发生了质的变化。大量非线性 负载的接入不可避免地产生诸多电能问题：电压的闪变及波动、功率因数偏低、无功消 耗过大、谐波干扰等。其中谐波干扰的问题是目前石化行业电能质量最为关注的问题。 在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不成线性
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就地补偿 在设计谐波治理方案的时候，可以根据配电网络的谐波监测数据，灵活采取以上三 种谐波治理方式，能对石化行业的谐波污染进行较好的治理，消除供电系统隐患，使谐 波污染对石化行业电网系统和设备的影响降到最小，避免影响重要设备的正常运行。 5、结论 本文通过对石化行业电能质量问题的分析，提出了谐波是电能质量的重要指标之 一。阐述了安科瑞在石化行业电能质量的治理方案，有效解决实际电能问题，提高经济 效益，为建设资源节约型社会贡献一份力。
4.2.3 补偿方式 在石化行业的供电系统中， ANAPF 有源电力滤波装置可以采用三种滤波补偿方式。 � 变压器出线侧进行集中补偿 当非线性负荷数量较多，分布比较分散，而且谐波畸变率不太高的情况下，可以在
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变压器低压配电母线侧集中装设 ANAPF 有源电力滤波装置进行集中补偿， 比如节能灯， 气体放电灯较多的照明负载变压器。这种补偿方式可以有效的改善变压器的运行性能， 提高系统整体的电能质量。
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电能质量分析功能 电压总谐波、电流总谐波、2-31次电压电流分次谐波、电压波峰系数、电话波形因
子、电流K系数、电压电流矢量分析、电压电流不平衡度分析，电压电流序量、波形跟 踪。
带有RS485通讯接口，工业以太网，Profibus等接口，用以满足通讯联网管理的需要， 将监测信息集中上传，满足实时监测的需要。 石化行业自动化设备的连续精加工生产线，对配电系统中的干扰异常敏感，几分之 一秒的不正常供电就可能使生产混乱，其损失是难以估量。通过APMD网络电力仪表实 现对电能质量的实时监测，发出报警或控制指令 ，防患于未然，保证石化行业电力系 统安全有效的运行 ，所以电能质量的连续监测的必要性是不言而喻的。
石化行业电能质量分析及治理
戴金花 TEL: 18860995103 摘要：随着电力电子技术的深入应用，石化行业的自动化程度不断提高，负载性质也发 生了质的变化，非线性、冲击性负荷的增加带来了电压闪变、三相不平衡、谐波等一系 列电能质量问题，影响电网安全运行，降低产能。所以，不断优化和完善石化行业电能 质量，是石化行业经济安全运行的重要保障。 关键词：石化行业、电能质量、电压闪变、谐波 1、 引言 随着我国建设资源节约型、环境友好型社会战略的实施，石化行业在资源保障、 节 能减排、 安全生产等方面， 面临着更加严峻的形势和任务。 石化行业生产工艺技术复杂， 运行条件苛刻，电能质量问题也日趋严重，电力系统稍有不慎就可能引发严重的安全事 故。如何提升电能质量对保障用电设备安全稳定运行，提高行业能源综合利用效率， 减 少电网污染，实行安全生产至关重要。 2、 衡量石化行业电能质量的指标 石化行业电能质量的指标相较于其他行业并无差异，但由于其自身电网系统的 复杂性就决定了其对电能质量的要求更为苛刻，衡量石化行业电能质量的指标主要 有以下几点： 电压偏差指数 电压的闪变及波动 电网的谐波 三相电压的不平衡 无功负荷的变化使得电力系统的电压远远偏离其额定电压，其 中电动机及照明等灯具容易受到电压偏差的影响。 电弧炉、弧焊机和轧钢机等冲击性负荷产生的有功或无功负荷 变化而引起的。 非线性负载时导致谐波产生的最根本原因。负载端电压的突变 及电网中的电流都是引起谐波产生的重要因素。 容量大的非对称负荷及电网系统中的谐波分量都会使电网存 在负序分量，引起三相不平衡的主要因素。
6、公司简介 安科瑞电气股份有限公司 [股票代码:300286.SZ]是一家为智能电网用户端提供智能 电力监控、电能管理、电气安全等系统性解决方案的国内少数几家领先企业之一。 公司自 2003 年 6 月成立以来，专注于用户端智能电力仪表的研发、生产和销售， 产品线涵盖了智能电网用户端的低压电力信号采集、测量、计量、监控、保护及系统集 成，主要有网络电力仪表、智能马达控制器、导轨式安装电能表、电量传感器、光伏汇 流箱、有源滤波器、医疗洁净电源柜等产品以及智能电力监控与电能管理、建筑能耗分 析管理、电气火灾监控、数据中心用电监控、光伏电站监控、ZigBee（物联网）无线电 能管理等系统方案。 公司拥有嘉定区级技术中心，是高新技术企业和软件企业。先后参 与 GB/T22264-2008 《安装式数字电测量仪表》 、 JB/T10736-2007 《低压电动机保护器》 、 GB/T15576-2008《低压成套无功补偿装置》 、GB/T22387-2008《剩余电流动作继电器》 等多项电力仪表国标和行标的起草或编制。 截止到 2011 年 12 月， 公司拥有授权专利 100 余项和 70 余项计算机软件著作权；ACR 网络电力仪表列为国家重点新产品，公司被上
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4.2.1 ANAPF 主要技术特点 � � � � 一机多能，既可以补偿谐波，又可以补偿无功功率； DSP+FPGA 全数字控制方式，具有极快的相应时间； 具有完善的桥臂过流、保护功能； 先进的主电路拓扑和控制算法，精度高、运行稳定。
4.2.2 补偿容量计算 谐波电流可由变压器容量来估算，需要考虑变压器的负载率，具体可以根据下面的 公式来进行估算：
事故，威胁电力系统的安全可靠运行； � 计算机、数据传送和自动控制系统数据丢失，显示画面畸变，误动作，元件损坏，
系统文件处理准确性降低。 4、安科瑞电能质量治理方案 安科瑞致力于电力行业多年，始终关注石化行业电能质量问题，针对石化行业电能 质量问题的现状，为石化行业提供可行性的治理方案，促进石化行业安全稳定运行。 首 先在公共电源点设置滤波装置， 确保各级电网的公共母线谐波含量在规定范围内； 其次， 严密监测各级电源网络的谐波并及时汇总分析，并制定和实施治理措施，确保石化电网 的运行指标符合规范标准。
集中补偿 � 特定支路局部补偿
当非线性设备集中在某些特定支路时，可以在支路上装设 ANAPF 有源滤波装置进 行局部补偿。
局部补偿 � 特定设备就地补偿
单台容量较大的稳定运行的非线性石化设备，频谱特征明显、自然功率因数又较低 的非线性负载，以及谐波源产生的谐波比较集中于连续三种或以下(如 3 次、5 次、7 次) 的谐波治理，可以对谐波源进行就地补偿，比如整流设备、变频设备、焊接设备等， 这 种方式能达到非常好的补偿和节能效果，不会对支路和整个系统造成影响。
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关系的负荷时，就形成非正弦波电流Байду номын сангаас电流和负荷端电压的突变都会导致谐波的产生。 主要的谐波源有:机泵的变频调速装置，不间断电源装置、电动机软启动设备、新型照 明灯具（节能灯、采用电子镇流器的日光灯） 。 电网中谐波危害具体表现为以下几个方面： � 被谐波污染的电网，导致输配电线、电动机、变压器损耗相对增加，进而增加了能 源的消耗； � � 电线、电缆的集肤效应变大，加速老化绝缘层，降低了线缆的利用率； 机器的铁芯磁感应环流增加，增加了设备功耗，设备的寿命相对缩短；严重情况下 机械发生谐振，电机转速不稳定，电机烧毁； � 电力系统继电保护误启动，误动作跳闸，拒动作和损坏，通常引起事故或扩大停电
参考文献 [1]安科瑞电气股份有限公司产品手册.2013.01.版 [2] 影响电能质量的因素及改善方法，陈磊.上海：2008.
文章来源： 《电气技术》 2014 年 第 1 期
作者简介：戴金花，女，本科，江苏安科瑞电器制造有限公司，主要研究方向为智能建筑供 配电监控系统。网址：/
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ST × K1 × K 2
3 × U S × 1 + K 22
K1 为负荷率：即负荷占变压器额定容量的比例，通常取 0.6~0.8，这里取 0.6； K2 为谐波系数，集中补偿场合适用于整体谐波污染不高但比较分散的场合， 取 12%； ST 为变压器额定容量，单位 kVA ； US 为低压系统电压，一般取 0.4。 根据上式计算，一台容量为 2000kVA 的变压器，出线侧谐波电流 ITHD=206A，可以 选择谐波补偿容量为 200A 的有源电力滤波柜进行补偿。
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海经信委列为智能电网重点企业之一。 2007 年，公司在江苏江阴的生产基地建成投产，一期工厂厂房面积 10000 平方米， 是智能电力仪表行业中首家采用无铅化 SMT 生产工艺的企业，为公司产品产业化、规 模化实施提供了保障。2010 年 3 月，公司技改，将车间进行防静电改造，使生产环境进 一步提升，同时，在生产上引进 MES 管理系统，每道工序都进行条形码扫描，使整个 生产进度和过程都得到了控制。基本实现了无纸化管理，节约了生产成本，提高了管理 效率。 安科瑞商标和产品先后被评为上海市著名商标和名牌产品， 产品广泛应用于上海世 博工程、广州亚运会工程、援哥斯达黎加国家体育场工程、京津高铁电力监控、敦煌 10MW光伏示范电站、中国银行浦东数据中心、印度50万吨焦化等国内外重大项目中， 赢得了较好的市场声誉。
4.1 APMD 网络多功能仪表 APMD 网络多功能仪表主要应用于高压重要回路及低压进线 回路的仪表，具有电力参数测量功能、电能质量分析功能，可对电 能质量实时连续监测，保存各种故障信息。
仪表功能： � 测量功能 APMD 网络多功能仪表实现全部电力参数的测
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量，包括实时电流、电压、 有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数。
4. 2 ANAPF 有源滤波装置 ANAPF 有源电力滤波装置能动态滤除供电系统中的非线性负 载产生的谐波电流， 降低电压谐波畸变率， 有效消除谐波对变压器、 电容器和精密设备的影响。 ANAPF 有源滤波装置的原理：以并联方式接入电网，通过实 时监测负载的谐波和无功分量，采用 PWM 变流技术，从变流器中 产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入 电力系统，从而实现谐波治理和无功补偿。