台达电能质量产品在火电厂厂用电系统中的应用(2)

此外，谐波电压产生的电压尖峰使得厂用电部分的风机、水泵等电机类负载存在匝间击穿隐患、电除尘、变频器等设备出现输入整流管击穿现象，影响厂用电系统的安全运行;谐波的大量存在还会影响厂内无线通讯系统，导监测数据丢失或错误，使得智能监控设备不能有效持续运行。

4 发电厂采用台达SVG\APF进行无功功率补偿及谐波治理可行性分析

表2 发电厂采用SVG\APF进行无功功率补偿及谐波治理可行性分析

5 台达火电厂无功功率补偿及治理的方案

图4 电厂厂用电典型的电能质量产品配置方案(以单台厂高变为例)

表3 谐波治理具体实施方案
 

6 台达方案实施后经济效益分析

6.1无功功率过大及谐波严重超标造成的直接经济损失

6.1.1无功功率过大影响发电机效率

6.1.2 无功功率和谐波电流的直接有功损耗

在工业领域中，大量的用电设备属于阻感性设备，这些电气设备在工作过程中，既要消耗大量的有功功率，同时还要消耗大量的无功功率。为了保证电气设备的正常运行，必须满足其对有功和无功功率的需求。但是如果这部分无功功率都由发电机通过输电线路进行供给的话，一方面造成发电和输、变电设备容量的浪费，另一方面大量的无功功率在网络中传输也要造成有功功率的损耗(如下式)：

补偿后线路的电流减少，从而降低了线路损耗，又称为焦耳损耗，电网的焦尔损失与1/COSф2成正比，因此提高电网的功率因数，做到发电机少向厂用电或不向厂用电侧输送无功电力，会减少电网线损△P1以及变压器铜损△Pd，达到节能的目的。线损的计算较复杂，根据有关资料指出，我国电网平均线损LP为用电容量的10%左右(见《电网线损的理论计算与分析》水电出版社，1985)，若采用动态无功补偿装置SVG，无功线损可大大降低，因此进行无功功率补偿是节能降耗的重要手段。补偿后线路损耗降低的百分值大约为：

6.2功率因数太低和谐波含量严重超标造成的间接经济损失

无功功率和谐波电流引起的电压波动会使系统中各种风机水泵的运行效率降低;因为电机的励磁回路出现了大量的负序谐波，从而产生反相的电机转矩，影响风机水泵的运行效率，而且大量无功电流引起的电压下降使电机运行效率降低更为加剧，使设备投资事倍功半;大量谐波含量造成的系统干扰、冲击继电设备保护极限值，导致设备误动作，造成局部生产工段存在停产隐患，给发电厂带来停产损失;在大量无功功率和谐波电流存在的系统中，变压器流过的电流为有功电流、无功电流和谐波电流的矢量和，而无功电流和谐波电流含量过大会导致变压器额定输出的有功电流能力大大降低，从而造成变压器容量浪费，进行谐波抑制和无功补偿后，提高了变压器带载容量，变压器的出力一般提高25%～40%，增加了变压器有功输出，实现增产效益。而且谐波环境下各种用电设备使用寿命降低，尤其是电机类设备发热老化严重、变频调速装置输入级过高的谐波电压峰值击穿损坏，造成设备维护量大。

作者简介：

梁录平，出生于1984年，毕业于西安工业大学，自动化专业，现任台达集团－－中达电通股份有限公司机电事业部电能质量产品处高级应用工程师，主要从事工业现场的电能质量问题探索和电能质量产品在各种工业现场的应用工作。