企業高低壓配電網電氣節能系絆設計

時繼林

（佛山市順德區駿華機電安裝工程有限公司，廣東，佛山，528300）

企業高低壓配電網電氣節能系絆設計

時繼林

（佛山市順德區駿華機電安裝工程有限公司，廣東，佛山，528300）

給出了企業高低壓配電網電氣脧肚整體方案，以滿足大型工業企業電氣脧肚需要。同時給出了HVHQC和HVC的系統結構圖，為下一步檢測與控制子系統設計、監控子系統設計提供了基礎。

高低壓配電網；電氣脧肚；脧肚方案；系統設計；控制

一、引言

大型工業企業作為國民經濟的主體部門，對社會經濟的發展起到了巨大的促進作用，特別是一些冶金、化工、鋼鐵等企業，在國民經濟中占有極其重要的地位。它們在提供大量工業產品的同時，也帶來了一些不利因素，特別是這些高能耗企業電能消耗過多，電能損失嚴重。如何降低企業能耗，具有極大的經濟和社會效益。本文在前人研究的基礎上，首先建立了企業高低壓配電網電氣節能整體方案，包括企業高壓配電網節能系統、企業低壓配電網節能系統，并通過管理系統對運行情況進行監控和管理。

二、企業高低壓配電網電氣節能方案

建立企業高低壓配電網電氣節能整體方案如圖1所示。

圖1 企業高低壓配電網電氣節能整體方案圖

圖 1所建立的企業高低壓配電網電氣節能整體方案是一個涵蓋信息采集、數據分析與傳輸、諧波動態治理、無功功率動態補償等多項功能在內的高度可靠、配置靈活、可擴展的綜合性電氣節能系統。以相關技術為依據，高低壓電氣節能裝置相搭配，解決了配電網多層次、全方位綜合節能的難題，實現全方位的節能。同時利用現場總線和網絡傳輸將各個節點的信息傳輸到配電網綜合電氣節能管理系統，從而對整個企業配電網的電能質量和電能消耗進行全方位的管理。整個方案可分為三個層面:企業高壓配電網即10kV側、企業低壓配電網即380V側、監控和管理層面。

在10kV側，主要放置的電氣節能裝置為HVHQC，它集諧波治理和無功補償于一體，是整個高壓側電氣節能的核心，實際上在進行諧波治理時，一般都會投入一定數量的無源濾波器，它既能進行諧波治理，還能補償無功，但無源濾波器受系統阻抗等方而的影響，參數變化時，濾波效果受到影響，對于本文來說，主要是新技術的研究，對于無源濾波器的研究較為成熟，因此小作過多的描述。

將諧波動態治理放到高壓配電網進行治理主要是基于以下考慮:

1、在低壓側進行諧波治理時，山于低壓負載較多，造成低壓側的諧波過大，受電力電子器件的容量限制，諧波過大時，造價將變得很高，同時可能得小到很好的治理，放到高壓側進行集中治理時，有利于對其進行有效治理。

2、低壓配電網山高壓配電網通過降壓變壓器供電，對于低壓側的多脈波整流負載來說，當變壓器采用小同的連接方式組合進行供電時，可以消除一定次數的諧波，從而使高壓側的諧波含量降低。

3、本文所提的HVHQC系統中諧波治理部分采用的是注入式結構，這種結構的優點在于它使有源部分小承受基波電壓，其有源部分的容量將大大降低，同時，對于諧波來說，其注入大小跟注入電容有較大的關系，當選取合適的值時，能對諧波進行有效的治理。

4、HVHQC系統中含有TCR，其觸發角在調節過程中，會產生附一加諧波，為了保障調節過程中的電能質量，需要濾波裝置對其產生的諧波進行治理。

在配電網中，無功補償主要有以下三種方式:

（1）集中補償，將無功補償裝置裝設在企業或地方總降壓變壓器的6~10kV母線上，用來提高整個變電所的功率因數，使該變電所的供電范圍內無功功率基本平衡。采用這種方式時可減少高壓線路的無功功率損耗，而且能夠提高本變電所的供電電壓質量。

（2）分組補償，將無功補償裝置分別裝設在功率因數較低的車間的配電母線上，也稱為分散補償。這種方式具有與集中補償相同的優點，僅無功補償容量和范圍相對較小。但是分組補償的效果比較明顯，采用也比較普遍。

（3）就地補償，將無功補償裝置裝設在異步電動機或電感性用電設各附一近，就地進行無功補償，也稱為單獨補償或個別補償方式。這種方式既能提高為用電設各供電回路的功率因數，又能改善用電設各的電壓質量，對中小型設備十分實用。

在以上三種補償方式中，若將三種補償方式統籌考慮，合理布局，將能取得很好的經濟效益。

就補償裝置來說，較高壓補償裝置而言，低壓無功補償裝置具各以卜幾個優點：

（1）安裝靈活方便，對環境要求小高，配套設各少，維護維修方便，安全要求一般。

（2）投資少，由于電壓等級低，投資是同容量高壓補償裝置的30%~50%。

（3）投切靈活，這也是它最大的優點，可以根據線路無功電流的變化，自動達到無功的平衡。

相對于高壓補償裝置來說，使用低壓自動補償裝置可以實現迅速補償。因此，在配電網中，為減少線路損耗達到最佳經濟效益，應盡量減少有功功率以外的功率流動。無功補償應以隨機就地補償為主，高壓線路中的補償、變電站補償為輔。

三、高低壓配電網電氣節能系統設計

1、HVHQC系統整體結構

在配電網高壓側，HVHQC起著動態治理諧波和連續調節無功的作用，其整個系統如圖2所示。其諧波治理部分主要包括逆變器直流側整流電路、電壓型逆變器、輸出濾波器、禍合變壓器、基波諧振支路等，無功調節部分主要包括TCR和注入電容等。無功調節部分對流入高壓母線的無功電流進行補償，達到維持電網母線電壓，改善功率因數的作用。諧波治理部分對負載及TCR調節過程中產生的諧波進行動態治理，降低母線電流畸變率，改善高壓配電網電能質量，兩者結合，實現對高壓配電網諧波和無功的綜合治理，實現高壓高.b.質電氣節能的目的。

圖2 HVHQC系統圖

2、HVC系統整體結構

在配電網低壓側，HVC起著補償低壓配電網無功的作用，是整個低壓配電網電氣節能的核心。HVC補償容量大，能進行無功連續補償，造價低，利于大規模應用。HVC系統如圖3所示。主電路包括電壓型逆變器、連接電抗、品閘管模塊、投切電容器組等。圖中的起動電路主要是在DSTATCOM逆變器工作之前，利用整流電路給直流側電容充電，當直流側電容電壓達到參考電壓時再斷開整流電路井網開關。HVC中投切電容器組達到?粗補?的效果，而DSTATCOM根據所需的無功進行連續的容性到感性的調節，實現?精補?的效果。

圖3 HVC系統圖

四、結束語

作為企業電能損耗的重要組成部分，諧波治理和無功補償對實現企業電氣節能起到了很關鍵的作用。但是，要實現企業全方位的電氣節能，不僅僅從這兩個方面著手，還包括設各的優化配置、管理節能、無功優化等方而，它們對實現電氣節能同樣起到了不可忽視的作用，因此很有必要對這些方而進行研究，從而實現全局節能。節能系統內部和相互之間的影響研究。設各在運行過程中都會產生一定的耦合，從而對控制效果產生負而影響。對于高低壓電氣節能系統內部相互影響考慮較少。對于系統內部之間的相互影響進行研究，克服相互之間的不利因素，有利于保障裝置的安全穩定運行，并可提高裝置的效果。同時，對節能系統過多分析的是單獨運行時的效果，對于配電網多種節能系統同時工作時，如何協調好這些裝置從而獲得最佳節能效果也是一個值得研究的地方。

[1] 劉敏. 智肚電力監控系統在電氣脧肚中的應用[J]. 建筑電氣, 2007,(06)

[2] 吳海英,歐文權,何滔. 我國建筑電氣脧肚的有效途徑探討[J]. 企業科技與發展, 2009,(04) .

[3] 任紅. 建筑電氣設計中的脧肚措施[J]. 建筑電氣, 2008,(02) .

[4] 孫凱. 建筑電氣脧肚設計[J]. 建筑脧肚, 2009,(02) .

[5] 張靜,謝路鋒. 電力監控系統在供配電設計中的應用[J]. 低壓電器,2008,(02) .

TU144

A

1674-3954（2011）02-0102-02