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电网三相不平衡治理

电力系统是有发电、输电、配电和用电各个环节组成的统一整体。其中供电环节所涉及的三相元件有发电机、变压器和线路等。由于三相发电机、变压器等设备通常具有良好的对称性,因此供电系统的不平衡主要来自于供电线路的不平衡。

三相不平衡的原因与危害

用电环节的不平衡是指系统中三相负荷不对称所引起的系统三相不平衡。三相负荷不对称是系统三相不平衡的Z主要因素。产生三相负荷不对称的主要原因是单相大容量负荷(如电气化铁路、电弧炉和电焊机等)在三相系统中的容量和电气位置分布不合理。

之所以要保持三相平衡,原因就是:在三相四线制中,如三相负荷分布不均(相线对中性线),将产生零序电压,使零点移位,一相电压降低,另一相电压升高,增大了电压偏差。同样,线间负荷不平衡,则引起线间电压不平衡,增大了电压偏差,电压的偏差过大可能导致的常见事故就是烧毁电器设备!

三相不平衡的解决方法

接地_07(1)针对配变平均负载率低于25%、电压波动过大的季节性“低电压”问题,可使用有载调容、调压配变;
(2)新增台区配变在设计时充分考虑供电半径及负载大小、平衡分配;
(3)对于出口电流不平衡度超过15%、负载率大于60%,且通过管理措施难于调整的配变台区,可加装三相不平衡自动调整装置来调整,尤其对于低电压谐波、电压闪变、无功补偿容量不足等多种因素导致“低电压”问题,可配置低压静止无功发生器(SVG);
(4)对于由于供电半径过大,负荷过重导致的供电末端“低电压”问题,且通过增加无功补偿装置不能提高的,可加装低压线路调整装置;
(5)由于三相负载不平衡导致某相电压过高,另一相末端电压低的台区,在通过管理措施难于调整的,可通过加装LINGBU系列-电网三相不平衡智能调节器(STUR)来调整三相不平衡。

三相不平衡智能调节器STUR简介

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三相不平衡智能调节器(Smart Three-phase Unbalanced Regulator,简称STUR)是一种用于动态治理配网三相不平衡、补偿无功的新型电力电子装置,它能够根据配网用户由于不同时间段或不同负荷导致的配网三相不平衡电流,利用先进控制算法分离出不平衡电流的正负零序及无功,通过触发功率器件IGBT,使逆变器发出与之相反的抵消电流,达到消除不平衡及补偿无功的作用。


三相不平衡智能调节器工作原理

(1)三相不平衡补偿原理: DSP控制器实时检测负载电流,计算分析负载电流并判断系统是否处于不平衡状态,采用自主研发的云速算法分离出不平衡电流的正序分量、负序分量和零序分量,然后控制器实时驱动IGBT,STUR发出与负序分量和零序分量反向的电流,最后电网侧电流达到三相平衡状态。

(2)电网电压支撑原理: DSP控制器实时检测补偿点电压数据,并判断补偿点电压是否超过设定值;超过电压上限(Umax)时,此装置输出感性电流,补偿点电压降低;当低于电压下限(Umin)时,此装置输出容性电流,补偿点电压提升;最终使各相电压稳定在正常范围内。

(3)无功补偿原理: DSP控制器实时检测负载电流,计算分析得到负载电流的无功电流数据;无功电流作为控制器的参考值,控制器实时驱动IGBT产生满足要求的无功补偿电流(容性或感性),最终实现动态无功补偿目的。

SYUR的技术特点

(1)更多功能、更多模式△具备零序、负序补偿、无功补偿、谐波补偿等,一机多用;
△可设定的特定次谐波补偿功能,可设定零序、负序、无功分补或共补功能;
△友好的人机界面,采用高清7英寸中文彩色触摸屏,屏幕实时显示系统和装置运行参数;
△可定制WIFI、3G等通讯模式,支持安装多种APP,实现手机或PC机远程操控。

(2)全面保护功能,提高用户应用稳定性△专有技术,有效值峰值双设定自动限流算法,在负载谐波电流大于设备输出时,可自动将设备输出限制在100%输出,无过载风险;
△保护功能齐全,具有过流、过压、欠压、过温等多种保护功能,确保系统运行安全可靠;
△故障自诊断功能;
△具有故障报警及追忆功能。

(3)自主研发的控制策略和拓扑结构设计△改进的基于瞬时无功功率理论的检测技术,可实时检测负序、零序电流,自动跟踪负载无功变化,具有高度可控性与快速响应性;
△采用LCL拓扑结构滤波,在输出无功谐波电流的情况下,不会引入高频IGBT开关谐波干扰,并且适用于任何现场电网系统阻抗,不会发生谐振。

(4)功率密度高,易于安装△变流器模块化设计,体积小重量轻,功率密度高,安装维护方便;
△组合并机满足不同容量需求,在实现标准化生产的同时提高了设备的可靠性和可维修性,极大方便了系统安装与维护;
△单模块独立风道设计,可有效隔绝环境粉尘粘附,提高产品散热效率。

STUR的选型指南

变压器容量(KVA) 二次侧电压(V) 二次侧额定电流(A) 需要补偿的不平衡电流(A) 选配容量(kvar)
160 0.4 230 50 30
200 0.4 288 60 50
250 0.4 360 75 50
315 0.4 454 90 75
400 0.4 577 120 100
630 0.4 909 180 150


【注】:这里列出的不平衡电流为建议值,约为变压器额定电流的20%。

电能评测_07

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