工业节能增效解决方案.docx

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1、工业节能增效解决方案2目录目录一、引言.3二、工业用电现状分析 .4三、解决方案.11四、节能产品简介.154.1、静止型动态无功补偿装置（SVC） .154.2、静止无功发生器（SVG）.184.3、晶闸管投切式电容器（TSC）.204.4、有源电力滤波装置（APF）.234.5、稳压滤波器（AVF）.264.6、固态切换开关（SSTS）.284.7、智能节电装置.31五、专业技术服务.363一、引言一、引言 随着我国市场经济体制的不断完善，国内大多数企业面临全球化的市场竞争日益加剧，多数企业都面临着利润下滑的处境，对此，只能从加强市场开拓以及强化成本控制两方面着手。而在工业企业的各项成本中

2、，电费已成为紧随原材料成本、人工成本之后的最大的成本，特别是在某些高耗能企业中，电费已成为最主要的成本。对大多数工业企业而言，电费也是未被企业控制的最后一项成本，许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，用电利用效率普遍偏低，节能潜力巨大，因此通过技术手段来降低电费支出、提高利润空间势在必行。用电企业用电量越来越大的同时，伴随而来的不仅在于电能利用率低、电能损耗大，更为致命的是供电的安全，如谐波、三相电流不平衡、电压突变等电能质量问题。一次几百毫秒的电压突降可能导致整个供电系统的瘫痪，在造成巨大经济损失的，石化企业一次雷击可能造成巨大的损失和人员伤亡，谐波问题导致电容寿命急剧缩短、设备老化，三

3、相不平衡电流导致的火灾等等。因此对于现代工业企业来说提高供电系统安全性具有很可观的经济效益和社会效益。4二、工业用电现状分析二、工业用电现状分析我国工业企业用电问题主要体现在两个方面，一是供配电系统效率低、损耗大，用电设备效率低，二是电力品质低、电能质量差，威胁到设备安全运行。具体来说存在以下几个主要问题：1. 功率因数低功率因数低功率因数低主要的原因是感性负载的大量存在，工业用电中 70%的用电量都被电机等感性负载消耗，感性负载正常运行需要消耗无功功率，如果不及时补偿就会大大拉低供电系统的功率因数。功率因数的高低是影响电源利用率的关键因素，功率因数低，会降低电源利用率，降低设备的效率，增加了

4、电路上的损耗，供电部门也会对企业的功率因数做考核，一般工业用户要求功率因数在 0.9 以上，低于 0.9 将会面临功率因数罚款。一般企业用户可以通过安装固定投切电容补偿设备来补偿无功提高功率因数，但是也有些工业用户存在冲击性负荷，如钢铁的电弧炉、轧机，港口的吊机，汽车制造的电焊机，矿山的吊机，普通无功补偿设备无法及时根据负荷的无功变化提供相应的无功，因此即使安装了无功补偿设备，功率因数依旧很低。因此此种场合就需要一种可以及时根据负荷无功变化提供动态无功补偿的动态无功补偿设备来解决此类问题。5常见的可以对冲击性负荷进行动态无功补偿的设备包括静止无功补偿设备（SVC）、静止无功发生器（SVG）、晶

5、闸管投切电容器（TSC）等，一般通过安装此类动态无功补偿设备，两年左右即可收回投资成本，并持续受益。2、电压突变、电压突变 雷闪天气造成线路受损，吊车、挖掘机等大型设备作业造成的外力破坏事故，大型非线性、冲击性负荷的投切等因素，容易对电网产生冲击，引起瞬变电压、浪涌电流甚至供电中断等严重情况。此类电能质量问题（暂升、暂降、瞬时中断）往往给石化、军工、冶金、半导体制造、医院、银行等大中型企业带来设备停运、工艺中断、数据丢失、设备损坏等严重后果，造成巨大的经济损失。因此通常架设多路电源，一旦运行的主供电电源出现故障或异常时，需要将敏感负荷的用电设备迅速切换到其他备用的电源，提高供电可靠性、保护敏感

6、用电设备。工厂传统采用的备自投开关，切换时间在 1s 以上，极易造成所带负荷在切换过程中因为供电中断而导致故障停机。如IT 设备：当电压波动超过 40，持续时间超过 12 个周波（0.24s）时，导致数据丢失。PLC：电压低于 10时，可工作 15 个周波（0.3s） ；电压低于(5060)时，停止工作；数控设备：电压波动范围一般为 10，当电压低于此值、持续时间超过 23 个周波（0.040.06s）时，保护性停机。6变频调速：当低于额定电压 70，持续时间超过 6 个周波(0.12s)时停机。精细加工业中的电机，电压波动 10、持续时间超过 3 个周波时，停机。电机：当电压波动超过（503

7、0）、持续时间超过 1 个周波（0.02s） ，控制开关就会跳闸。因此为保证负荷的持续供电，现在工厂也采用了诸如不间断电源（UPS）、动态电压恢复器（DVR）、固态切换开关（SSTS）等解决方案，在实际应用中也起到了良好的效果。3、谐波、谐波工业企业普遍使用整流器、变频器、可控硅、电弧炉等非线性设备，会产生大量的谐波，使系统电压和电流的波形畸变，恶化电力品质，不但增加电耗，也影响了用电安全和设备使用寿命，谐波的危害已成为电网最主要的公害。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面：加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损

8、耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。降低了供电的可靠性7谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源（变频或整流设备）以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时，在一定的频

9、率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机，由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗，从而降低发输电及用电设备的效率，更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩，可能引起机械共振，造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环，导致设备无法正常工作。引发恶性事故继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用。但是，由于谐波的大量存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动，特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出，引起区域（厂内）电网瓦解，造成大面积停电等

10、恶性事故。导致线路短路电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量(计量仪表的误差主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。降低产品质量8由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动， 使生产误差加大,降低产品的加工精度，降低产品质量。影响通讯系统的正常工作谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致住处丢失，使通信系统无法正常工作。现在已有部分先进的企业关注到谐波的问题，采用诸如无源滤波装置（FC）、有源滤波装置（APF）或者两者结合的方式解决谐波污染问题，具有良好的经济

11、效益。 4. 三相电源不平衡三相电源不平衡三相电力变压器是按照对称运行设计的。变压器正常运行时，一次侧电源和二次侧负荷均应对称。但在低压配电网中由于单相负荷的存在，单相用户的不可控的增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等因素，导致配变变压器的三相不平衡度越来越大, 甚至超过了变压器设计的临界值。三相电压不平衡变压器的不对称运行实际上也是电力系统的不对称运行。不对称运行造成的三相电压和电流的不平衡，对电力系统和电力设备会产生不利的影响。变压器在三相负载不平衡运行时，会使负载较大的一相绕组过热；同时在 Y 接线时会产生中性点的电位移，最严重时的一相接地，则会使另两相电压升高3 倍，

12、损害绕组的绝缘；另外由于磁路不平衡，零序漏磁会在非磁路金属部件上产生附加损耗而发热，降低变压器性能，增加变压器负载损耗。9变压器不平衡运行会注入系统负序分量，不平衡系统的负序分量会使系统发生误动作，影响电网的安全运行。电网的不平衡运行会对周围正常通信系统产生干扰，影响通信质量。电网的不平衡运行会引起电动机的附加发热，降低出力；也会使发电机利用率降低；单相负载电压不足会影响电器设备的正常运行，电压过高会损坏单相用电的电器设备。因此，解决配电网不平衡和非线性负荷对低电压配电网的影响，对于电网运行的经济性，实现节能减排、降本增效，提高电能质量及电网安全运行，具有积极的意义。静止型动态无功补偿装置（S

13、VC） 、静止无功发生器（SVG） 、晶闸管投切电容器（TSC）等装置可以实现分相调节，可自动调节三相电流、避免电压零点漂移，使三相电流不平衡度控制在 10%以内。由此大大提高了电能使用效率，降低了配变变压器损耗及零线线路损耗，提高了电网的安全性。5、电机损耗大、能效低、电机损耗大、能效低风机、水泵、压缩机等通用机械拖动设备为我国最主要终端耗电设备，用电量巨大。国内工业企业用电设备多为满负荷设计，额定功率普遍偏大，实际运行效率低，占我国工业用电总量 60%70%的电机，通常的使用效率不到75%，“大马拉小车”与低负荷运行的情况相当普遍。在此状态下，电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、铜损

14、、噪音与振动等形式被浪费掉。而此类设备大部分设计为固定功率运行，但实际运行时所需的压力或流量并不固定，且大多数低于电机额定功率供给的压力或流量，电能浪费严重。此类电机通过变频改造有巨大的节能空间，一般电机经过改造节能率可达20%以上。变频技术利用先进的串联叠波技术、空间矢量控制的正弦波 PWM调制方法，根据负荷参数变化自动进行电机运行频率的改变，实现电机速度调节，始终保持电机运行在最佳经济状态，彻底解决电机轻载运行下电能的浪费问题，提高功率因数、降低损耗、节约电能。10变频技术节能效果11三、三、解决方案解决方案我团队的节电理念主要基于三个方面，一是有效的管理，二是供电系统的效率和可靠性，三是

15、用电设备的运行效率。因此，节电应从以上三个方面入手，在用户用电水平和用电舒适度的情况下，采用先进的技术、设备和管理，达到节能降耗、保护设备的目的。针对于工业领域的节能，我团队从功率因数补偿、谐波治理、供电可靠性、电机节能四个方面帮助企业取得良好的节能效益，针对于不同工业企业的情况，可以结合其中几种方案帮助企业取得最优的节能效果。（一）、功率因数补偿方案（一）、功率因数补偿方案通过安装中低压无功补偿装置，分别在供电网络中和靠近负荷侧实施功率因数补偿。针对于负荷变化大、电压稳定性差的电网，可以通过具有动态无功补偿功能的装置进行治理，始终保持功率因数在 0.95 以上。对于三相不平衡的网络可以选择具

16、有分相补偿功能的无功补偿装置进行治理电网三相不平衡问题。功率因数补偿方案的优点：降低无功电流的网间传输，减少损耗；提高供配电设备容量的利用率；提高功率因数，免除功率因数罚款；稳定母线电压，优化设备运行环境，提高使用寿命，降低损耗；平衡三相电流，提高系统运行安全性；抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和闪变（二）、谐波治理方案（二）、谐波治理方案采用专门的滤波装置可以有效滤除高次谐波，从根本上解决谐波造成的危害。常见的滤波装置是无源滤波器，无源滤波器利用电容和电感组成的滤波支路对高次谐波低阻抗的特性，可以滤除电网中的特征谐波。而新一代的滤波产12品有源电力滤波器（APF）因其滤波效果好、滤波范围

17、宽、不发生谐振等优势，在工业企业应用的越来越广泛。谐波治理方案的优点：滤除高次谐波能够净化用电环境，降低视在功率，减少谐波电流在用电设备和输配电设备中的发热，直接节省有功功率；消除由于谐波产生的震动，延长电器的使用寿命；提高供配电及用电设备使用寿命，提高系统可靠性；有效的消除对敏感元件的影响。（三）、供电可靠性方案（三）、供电可靠性方案对电能质量日趋敏感的工业自动化设备不断增加：精密仪器、半导体制造、石化、冶金、纺织、玻璃、医疗等重要行业。短时的电压突降或供电中断会造成敏感设备停机，进而造成严重的后果。供电连续性技术包括不间断电源（UPS）、快速切换开关（SSTS）等。供电可靠性方案的优势：负

18、荷重要等级越高，因为供电事故造成设备停运导致的后果也就越严重，不仅会造成经济损失，还可能危及到人的生命安全。因此保障设备的供电连续性，防止电压突变、供电中断等情况对设备安全运行的危害具有重要意义。（四）、电机节能方案（四）、电机节能方案针对于实际运行中，电机额定功率高，机械功需求变化大等原因，造成电机运行效率低，损耗大。选用变频器、智能节电器等装置，可以根据实际需要，使电机始终工作在最佳工作状态，大大降低电机损耗，节能量可达 20%。电机节能方案的优势：安装简单，即在原开关柜与电机之间安装电机节能装置，对原有接线改动不大；节电效果显著，节电率在 20%以上；13显著降低电机启动冲击电流，提高电

19、机使用寿命，减少电网造成的危害；改善电网供电品质，内置滤波电路，稳定电机输入电压，滤除谐波。14表 3-1 节能产品选型表产品名称产品名称电压等级电压等级主要功能特点主要功能特点适用场合适用场合典型应用典型应用静止型动态无功补偿装置（SVC）635kV（通过升压变压器可接入高电压等级电网）1、 动态无功补偿，提高功率因数；2、 稳定电压，治理电压波动闪变；3、 治理三相不平衡；4、 滤除谐波5、 实时监测系统电能质量；适用于负荷变化快、功率因数低、电压波动和闪变频繁、补偿容量大、电压等级高的场合。交直流输电、中心变电站、冶金、电力机车、石化等静止无功发生器（SVG）0.435kV（通过升压变压

20、器可接入高电压等级电网）1、 动态无功补偿，提高功率因数；2、 稳定电压，治理电压波动闪变；3、 治理三相不平衡；4、 实时监测系统电能质量；适用于负荷变化快、功率因数低、电压波动和闪变频繁、安装面积小的场合。风电场、煤矿、电力机车、地铁、冶金、港口等晶闸管投切电容器（TSC）0.40.69kV1、无功补偿，切换速度20ms；2、分相补偿，治理三相不平衡；3、无源谐波；适用于负荷变化快、谐波含量高、电容器无法正常投切、功率因数低的场合。电焊机、提升机、大型电机等冲击性负荷15有源滤波装置（APF）0.40.69kV1、 滤除谐波；2、 分相补偿，治理三相不平衡；3、 具有无功补偿能力；4、 实

21、时监测系统电能质量；适用于负荷变化快、谐波含量高且频谱范围宽的场合。变频器、大容量 UPS、中频炉、铸锭炉、焊机、可控硅调光系统、大型直流电机、电梯、精密仪器和敏感设备等稳压滤波装置（AVF）0.220.4kV1、稳定母线电压2、隔离谐波；3、提供可靠保护；4、备用电源主动切换适用于电压波动范围、谐波含量超出负载可靠运行的条件，威胁到电力系统设备安全运行。铁路变电站二次电源、电子行业、重要负荷电源等固态切换开关（SSTS）0.410kV1、 主备电源无缝切换，防止敏感设备断电；2、 切除短路电流；适用于供电电压短时电压波动、跌落频繁，容易因此造成严重损失的场合，确保重要负荷供电不受影响。石化、

22、冶金、半导体工厂、医院、实验室、商务中心等重要负荷。智能节电装置0.410kV1、稳定母线电压；2、变频调速，保持电机运行在最经济状态；3、提高供电质量； 4、软启动功能；适用于负载变化大，启动冲击大，电能质量差的，设备损耗高的场合风机、水泵、空压机、抽油机等16四、节能产品简介四、节能产品简介4.1、静止型动态无功补偿装置（、静止型动态无功补偿装置（SVC）在冶金、化工、铁道及城市供电系统中，大容量非线性冲击性用电设备越来越多，它们的运行将产生大量谐波电流馈入电网，引起供电系统电压波形畸变；同时伴随的大量无功功率冲击，导致供电母线电压波动和闪变；有的甚至可能引起三相不平衡，对供电系统及相邻用

23、电设备产生不良影响。 SVC（Static Var Compensator）静止型动态无功功率补偿成套装置，采用了传统的 LC 无功功率补偿与滤波技术和静止动态无功补偿技术相结合的技术方案，既解决了高次谐波问题和无功功率补偿问题，又解决了无功功率波动导致的供电电压波动、闪变和三相线路不平衡问题。该技术的方案和产品广泛适用于冶金工业的电弧炉、轧钢机和电气化铁路及输配电站的动态无功功率补偿和谐波治理，限制电压波动和闪变，也适用于分相运行的电力系统，做三相不平衡调整。SVC 技术原理如图所示，SVC 以并联方式接入电网中，本装置主要由滤波补偿支路 FC和动态无功调节装置两部分组成。其中动态无功调节装

24、置提供动态感性无功，其与并联提供容性无功的 FC 支路配合，具备从容性到感性区间的动态无功调节能力。FC 支路还可以滤除系统中存在的谐波。17数字控 制系统光纤PTCTFC滤波补偿支路动态无功调节装置电力 电容滤波 电抗电抗器晶闸管 阀组负 载电 阻 器SVC 单线系统图目前成熟的动态无功调节技术主要为晶闸管相控电抗器技术（TCR）和磁阀式可控电抗器技术（MCR） ，两种技术各有特点，可以根据用户现场情况选用，TCR 技术补偿响应速度快，单套补偿容量大，MCR 技术直挂电网电压等级高，占地面积小。 晶闸管相控电抗器 TCR 原理如图所示，TCR 由若干个晶闸管级（每级由一对反并联的晶闸管Th1

25、、Th2 和辅助电路组成）和电抗器串联组成。通过改变晶闸管触发延迟角 的大小，控制流过相控电抗器电流的大小，就能使 TCR 支路吸收的感性无功功率连续变化。ii-i+USuTh2Th1L单相 TCR 接线原理图 TCR 电流电压波形18 磁阀式可控电抗器 MCR 原理磁阀式可控电抗器（MCR）基于极限磁饱和原理和磁阀技术。MCR 是一种铁芯中具有多种面积的电抗器，截面积较小的部分被称为磁阀，磁阀部分可以在极限饱和区连续调节，使得电抗器的感抗可大范围连续变化，从而输出可变的感性无功。NkN T1T2UMCR 结构原理图 MCR 等效电路图SVC 应用案例以钢铁有限公司 60 吨超高功率竖式电弧炉

26、设备工况举例说明，电弧炉变压器高压侧电压 35kV，低压侧 10kV，该电弧炉生产时影响电网质量：无功功率剧烈波动造成电网电压波动和闪变、向电网注入谐波电流、三相电压不平衡。为解决上述问题，假设我们采用 TCR 型 SVC 静止型动态无功补偿装置在 10kV侧进行改造，总补偿容量 25Mvar，电容器安装容量为 48Mvar，装置由2、3、4、5 次滤波器(FC)加相控电抗器(TCR)组成，总造价 375 万元。功率因数罚款SVC 投运前 60 吨超高功率电弧炉在熔化期功率因数低于 0.7，为此，供电部门每月进行功率因数低罚款，2011 年 10 月至 2012 年 2 月份平均每月罚款30.

27、85 万元。TCR 型 SVC 投运后，功率因数达到 0.92 以上，避免了因功率因数过低造成的罚款电费，按投运前每个月罚款数据可得出一年节省罚款电费：30.85 万元12=370.2 万元19并且由于提高了功率因数，减少了无功电流，也减少了相应的电能损耗。稳定一次侧母线电压(35kV)，缩短冶炼时间高功率电弧炉的无功冲击大而且急剧波动，最大的无功波动值一般可达到电炉变的额定容量的 1.5 倍，无功急剧变化引起电网电压急剧变动。投入 SVC 装置后，35kV 母线电压波动限制在1kV 之间，无功冲击引起的电压波动被有效抑制，由于电压稳定，电弧炉工况好，使电弧炉每炉钢的冶炼时间缩短，冶炼效率提高

28、。TCR 型 SVC 投运后的社会效益改善无功冲击引起的闪变指标减少高次谐波的危害降低负序电流的危害204.2、静止无功发生器（、静止无功发生器（SVG）SVG 静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator, 简称 STATCOM）是一种用于电气系统无功功率补偿领域，面向二十一世纪，突破无功补偿传统理念的高技术产品。该产品采用半导体电力电子器件来搭建整流和逆变电路，可实现对感性、容性负荷双向补偿，连续调节，实现功率因数全程补偿接近 1。作为新一代的无功补偿设备，SVG 在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减小占地面积

29、等多方面具有优越的性能。SVG 技术原理SVG 的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。通过调节逆变桥中IGBT 器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高率因数运行。SVG 的技术特点SVG 相对于传统的固定电容补偿、机械开关投切电容、晶闸管投切电容为主要代表的补偿方式，有着无可比拟的优势：1、具备抗谐波功能，更保障系统安全SVG 是可控电流源，只补偿基波无功电流，系统谐波电流不会造成补偿设备损坏，使其使用寿命延长、维护工作量少。2、

30、动态连续平滑补偿，更高的响应速度使对电压闪变的补偿效果更好SVG 可以跟随负载变化，动态连续补偿功率因数，可以发无功，也可以吸21收无功，彻底杜绝了无功倒送的情况。3、可以实现分相补偿，解决负荷的不平衡问题4、电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，补偿能力更强应用案例 以金属制品公司为例，该公司每月因功率因数过低导致每月电费的无功罚款 2 万元。经过现场考察及电能质量测试评估，结果如下：由接触器控制投切电容补偿装置经常无法投运，每次电容器跟换后只能用三个月到半年，部分电容器出现涨肚、漏油的情况。该企业氩焊机工作时无功不够，而不工作时则过补，因此过补和欠补的情况都很严重，导致功率因数很低，且

31、造成了谐波放大。经改造，安装 SVG 系列低压动态无功发生器后，取得了以下治理效果：免除无功罚款，节电率达到 8%，为企业创造直接效益；解决了因谐波放大引起的电容无法正常投切的问题，彻底杜绝了电容器损坏的情况；治理谐波，延长电气设备使用寿命，保障电气安全。224.3、晶闸管投切式电容器、晶闸管投切式电容器（TSC）晶闸管投切式电容器（TSC）采用晶闸管串联组成交流无触点开关，可实现对多级电容器组的快速过零投切，克服了传统无功补偿装置的接触器触点容易烧损、电容器易损坏、功率因数低等缺点。本产品具有降低网损、节约电能，提高供电质量等显著特点，广泛应用于电力、冶金、石油、化工、农村、小区、船厂、楼宇

32、、银行、电信等广大领域。TSC 柜体外形与普通电容柜一致，是传统投切式电容器的换代产品。本产品应用于电力系统中可起到：改善配电网络的电压质量，稳定母线电压；分相投切，治理三相不平衡；滤除谐波，提高用电安全性、可靠性；动态补偿系统无功，提高功率因数，免除功率因数罚款，降低网损；就地补偿，防止电能质量问题影响到上级电网。TSC 技术原理TSC 装置由控制器实时监测系统情况，电容器组由晶闸管投切。当控制器检测到的无功电流超过整定值时，自动判断出需投入电容器组的级数，控制器对指定的晶闸管输出触发信号，使之导通将电容器组投入运行。当负载无功电流值低于整定值时，控制器给出控制信号，触发器停发触发信号而将电

33、容器组退出工作。以上工作状态完全自动进行，确保投切电容器无冲击、无涌流、无过渡过程。23零电流投入波形 零电流切除波形技术特点过零投切电容器的投入与切除均不会产生冲击电流和过电压，减少装置功率损耗，大大提高了设备的安全性和使用寿命；投切速度快精确控制投切时刻，响应速度20ms，实现多级电容器组快速过零投切，可以对无功剧烈波动负荷进行高效补偿；分相补偿功能采用全数字化智能控制系统，可进行分级分相补偿，适用于不平衡系统；谐波治理装置在运行中不仅不产生谐波，选择适当的电抗器可以抑制系统谐波；控制系统功能全面保护系统采用数字保护和传统继电器双重保护；采用光电隔离技术，一次系统和二次系统完全隔离，无干扰

34、、可靠性高；具有串行通讯功能，可实现联网远程群控。柜体外形与普通电容柜一致，是传统投切式电容的换代产品。应用案例以钢铁企业棒材生产车间为例，该车间 15 套轧机采用 15 套直流驱动，由15 套整流变压器供电。经现场测试，整流变压器输出平均功率因数 0.7，电流总谐波畸变率 29%。5、7、11、和 13 次谐波含量分别是 26%、5%、8%和6%。谐波指标不能满足国家标准。轧制时，6000V 网压跌落 4.5%，低压侧跌落 5.3%。由于大量的基波无功功率和谐波功率，使整流变压器输出视在功率较大，整流变压器温升较高，不仅加大了供配电损耗而且降低了供配电设施的运行可靠性。24TSC 型动态无功

35、补偿及滤波装置，能实时跟踪负荷无功变化，20ms 内完全补偿负荷所需无功，同时滤除或抑制谐波，稳定系统电压，改善系统不平衡度。该企业在变压器二次侧安装了 TSC 产品后，为该企业带来了显著的效益：免除功率因数罚款，节能降耗，功率因数提高到 0.96 以上，供电视在功率下降 26%，仅此一项就为企业每个月降低了 6 万的电费支出；抑制在轧机在轧制过程中对母线电压造成的无功冲击，防止电压波动和闪变；滤除谐波，电流总畸变率下降到 7%，5、7、11、和 13 次谐波含量分别是 3%、1%、3%和 1%，6000V 侧谐波畸变率达到国家标准；因为母线电压的稳定，吨钢能耗降低 5%。254.4、有源电力

36、滤波装置、有源电力滤波装置（APF）如今广泛使用的负载大部分都是非线性的，如整流器、变频器、转换电源、焊接设备、UPS、电梯、空调、打印机等，这些非线性负载在使用中会产生大量的谐波电流注入到电网中，给电网用户带来严重的危害。有源电力滤波器 APF（Active Power Filter）是目前解决电网谐波污染的最佳解决方案。APF 可应用于不同类型的场合，并同时适用于商业和工业环境，为客户提供谐波滤除、相平衡和无级容性或感性无功补偿。从几十安培到几千安培的丰富的滤波方案可以为每个系统提供最优化的解决方案。APF 有源动态滤波器可安装在低压电网中，也可通过合适的升压变压器联入中压系统使用。有源动

37、态滤波器为供电系统带来以下好处：减少停机时间提高系统运行效率，减少二氧化碳排放满足严格的供电局要求，避免罚款或断电无需对电网的特殊分析，方案实施快而简单不会过载，特别适用于负载变化快的低压系统APF 技术原理APF 有源电力滤波器并联于系统电网，对系统电网电流、电压进行采样,并跟踪分析采样电流,当系统电流中含有谐波时，APF 可计算并输出与谐波等大反向的电流进行补偿,使得总的输出电流为基波。26交流电网负载 （谐波源）APFisiLiF工作原理APF 可主动消除电力谐波，从而实现对电力谐波的动态快速彻底治理。APF 还可以根据需要提供基波无功电流，实现动态无功补偿，改善电网的功率因数。技术特点

38、APF 装置具有以下特点：基于瞬时无功理论的控制算法，采用独特的闭环控制系统实现卓越的滤波效果。2 到 50 次谐波可随意选择，滤波效率超过 97%，不存在与系统发生谐振的问题，满足谐波规范中的任何参数要求；可为负载提供动态无功补偿。降低有功损耗，防止无功过补，提高功率因数避免供电局罚款；为三线和四线系统提供相平衡功能。降低电压不平衡给负载带来的影响，减少供电电缆和零线电缆上的电流，降低零对地电压，提高系统的安全性；保护功能齐全，软件保护有直流过电压保护，装置输出过电流保护，IGBT 故障保护等多种保护;硬件保护有直流过电压保护电路，最大输出电流限制电路;具有友好的人机界面，智能监控系统具有对

39、系统内部各部分的运行状态监测、诊断并完成在各种异常情况下进行可靠保护；能耗小，运行费用低，更节能环保；27具备冗余功能，滤波系统中任何一个单元故障，其他单元还能正常运行，在可对一个谐波和无功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源集中补偿。产品应用案例汽车生产企业主要用电设备有冲压机、焊接生产线、风机、流体泵、车床、压力机等，电网谐波污染严重，谐波畸变率高达 30%以上，整个用电系统效率低，电力浪费严重，设备寿命大大缩短。通过对全厂用电系统和部分低压配电系统进行布控节能改造，达到了优化电力品质、降低电耗、保护用电设备的功效。根据改造前后用电情况对比，该改造项目取得 18.5%的节电率，在两年内用户即

40、可收回投资成本，并在后续设备使用寿命内持续受益。284.5、稳压滤波器、稳压滤波器（AVF）稳压滤波器是最新型的电力电子设备，为负载提供可靠的供电电源，防止不合格的供电质量危害到设备的运行。本套装置串联于负荷进线侧，在装置输入端电压发生大幅波动和电流波形畸变的情况下，输出电压稳定、波形完美的正弦波，满足负载稳定运行的要求。技术原理稳压滤波装置如图所示，整套装置主要包含浪涌吸收器、滤波器、整流器和逆变器 4 个功能部分。首先将市电经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源，经滤波后向负载供电。稳压滤波装置结构简图这种结构，使得负载端与市电输入端处于优良的“电隔离

41、”状态，输出波形好、输出电压质量高，即使输入端突变也能保持优异的带载特性。它可以实现对负载的稳频、稳压供电，真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源，提供符合网络系统需要的电源保护。产品特性AVF 系列稳压滤波装置是针对于电压波动大、谐波污染严重的场合研发出来的产品，具有以下特性：触摸屏 LCD 中文显示，工作模拟流程图显示；在线式设计，采用 DSP 技术，具有完善的保护功能和高可靠性；经过严格的短路测试及 2.5kV 高压绝缘测试；装置波形输出完美，使负载正常运行不受系统谐波电流和电压波动的干扰；全数字控制技术，使控制精确、快速、可靠、稳定；29智能监控功能，提供 RS232、RS48

42、5。 高性能：输入电压范围宽，输出电压稳定性好。高抗干扰能力：控制系统光电隔离，整套抗干扰能力满足国家电磁干扰标准； 应用案例以铁路牵引变电站为例，牵引变电所典型供电方式由 2 台牵引变压器供电，2 台变压器 1 主 1 备，正常工况下变压器 1 台运行，故障跳闸后备用变压器自动合闸运行。变压器低压侧额定电压为 27.5kV，由于电力机车的运行特性，会给牵引变电站及沿途分区所、AT 所带来严重电能质量问题，主要危害体现在27.5kV 侧及所用电侧电压波动剧烈、谐波畸变率严重超标和频繁出现的电压暂降骤升现象。电压波动范围高达-50%+180%，并且谐波电压畸变率达到 18%，牵引变电站、AT 所

43、和分区所所用电电能质量不达标严重威胁电站的安全运行：继保失效造成严重电力事故；直流供电模块频繁烧毁；谐波加剧变压器、互感器铁性磁饱和，增加损耗，过电流烧毁设备电流、电压采样准确度下降，保护及计量采样误差。由于牵引变电站电压波动范围已远远超出一般稳压器的工作范围，并且谐波电压含量高，之前投运的稳压器均不能长时间持续运行。牵引站所用电源改造后，经 LGAVF 稳压滤波装置接入所带负荷，保护的装置主要包括、交直流屏、继电保护装置、在线监测装置、监视装置及其他重要低压负荷，截止目前已安全运行超过 1 年。304.6、固态切换开关、固态切换开关（SSTS）SSTS 固态切换开关（Solid-State

44、Transfer Switch）适用于双电源供电线路中，在主电源出现中断或其它不正常情况时，能自动将重要负荷快速切换到备用电源上，是提高供电可靠性、保护敏感用电负荷的重要措施。SSTS 系列固态切换开关采用半导体开关器件，开关速度快，且开关过程中不产生电弧，大大提高了切换速度和开关的使用寿命，满足了重要敏感负荷对供电可靠性的苛刻要求。本装置可全面替代现有的备自投开关，给企业带来良好的经济效益和可靠的安全保证。产品原理对于具有两路独立电源的供电系统，当正在供电的电源出现异常，采用固态切换开关（SSTS），将负荷快速切换至备用电源回路，从而保证敏感负荷不受电压异常的影响。目前 SSTS 有主备电源

45、式和分裂母线式两种连接方式，每只开关臂由串联晶闸管阀体（Th1 Thn）与高速真空开关 S 并联组成。晶闸管开关仅做快速切换之用，正常运行时电流通过快速切换开关，整个装置效率99%。主备电源式31分裂母线式技术特点高速切换，不影响负载供电继电保护与开关一体化设计输入源优先级设置远程监测与控制手动/自动切换可作为大容量高速开关使用，在 12ms 内断开 60200kA 之间的任意短路电流，防止事故扩散，不影响上游电网供电安全，同时保护本地设备安全。应用案例石化企业相间短路、雷击、接地等故障往往导致 6kV 段母线电压“晃电”，进而导致所连接的西门子高压变频器发生欠压保护。母线电压低于额定电压的

46、70之后，无延时执行欠压保护。变频器停机后导致空压机停车，进而造成汽化炉工艺流程中断，每次损失高达 1000 万元之巨，且该现象近几年发生频次较高，带来较严重的经济损失。配 6kV SSTS 方案如下图所示，其中红色部分为我方安装设备，其中P1、P2、P3 为由反并联晶闸管和高速断路器并联而成的复合开关，Ki1、Ki2、Ki3、Ki4 为隔离开关，Kb1、Kb2 为旁路开关，使用高压断路器或接触器。32配电系统经改造后已稳定运行 2 年，未发生过晃电造成的设备故障停机现象。Kb2PS1TS1总降6kV I段Kb1 PS3TS3Ki1Ki3P1P36103高配6kV I段原液 1变8102PS2TS2Ki2Ki4P2高配kV II段CT3总降6kV 段6207纺丝 1、3、5、7、 9、11变西门子 变频器原液 2变纺丝 2、4、6、8、 10、12变西门子 变频器334.7、智能节电装置、智能节电装置智能节电装置是我团队专门针对于风机、水泵、压缩机等通用机械拖动设备能耗严重，