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火电厂空冷岛的谐波分析与治理 时间:2017-05-15 10:42:00     来源:

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我国北方地区煤炭资源丰富,火电厂项目居多。

 

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但由于北方地区水资源比较匮乏,因此,在火力发电项目中,会采用空冷岛变频风冷技术。

 

空冷岛的直接风冷系统中使用变频器可以带来以下好处:

1、 节约厂用电

2、 减小散热器面积

3、 使散热器周围的空气动力场均匀

 

但同时带来的最大不利影响就是:

谐波

变频器会产生大量谐波,而且众多的变频器产生的谐波相互叠加,比较复杂。谐波将会影响电动机正常运行,还会导致供电设备绝缘发热损坏,系统的控制保护设备拒动或误动,尤其是对电子产品影响更大。

 

 

 

案例分析

 

内蒙古某电厂系统概况

蒙东能源公司某发电厂有1#、2#两台20KV/10KV变压器和一台高备变作为备用,1#主变与2#主变负载相同,共六段10KV母线,本次测量主要以10kV2#机组为主要测量点。同时,也对主要的非线性负载:空冷变、除尘变、化学及制氢变等进行测量。高低压均无电容补偿设备。据测量10KV侧电能质量基本满足相关标准,400V侧谐波问题较大。尤以空冷变低压侧谐波畸变最为严重,总谐波电流畸变率为36%,总谐波电压畸变率达到10%。

 

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电厂一次系统示意图 图 1

 

测试结果:

测试位置:2B段01柜

负荷性质:负荷为13台变频风机,每台变频器额定功率和额定电流为110kW/205A。

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波形图

 

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谐波电压畸变率

 

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谐波电流畸变率

 

电压总谐波畸变率为9.29%,其中5次谐波为5.67%,11次谐波为3.24%,47次谐波为3.12%,其电压谐波超出国家标准。

 

电流总谐波畸变率为35.93%;其中5次谐波含有率最大,为33.49%,7次谐波含有率为9.42%。  

 

方案选型

1)谐波的危害:

 系统中产生的谐波会危及系统运行安全,如谐波在系统中流荡,会造成电缆、电气设备的发热,进而造成设备绝缘下降,使用寿命减少,甚至会造成设备的烧毁等恶劣后果2#配电变压器下的补偿装置的电抗器发热严重、震动噪音很大,同时电容器损坏即为典型现象,这些负面影响无法用数据衡量,因此很多时候容易被我们所忽视。

 

 系统中产生的谐波会造成电能的浪费,谐波在系统中流荡,会造成额外的电能损耗,进而造成电费的增加,提升电费支出,此部分可通过数据来计算衡量。

 

经过上述必要性的分析,本项目需要配置相应的滤波设备对系统中的谐波进行补偿,使系统更安全、可靠的运行。

 

2)有源滤波器与无源滤波设备的选择

有源滤波设备与无源滤波设备的对比

 

 

滤波设备类别的选用原则:

鉴于以上对比,对于谐波含量偏大的系统,选用有源滤波设备进行谐波补偿,对于谐波含量较小的系统,可考虑无源滤波设备进行谐波的抑制。

 

BLUEWAVE 有源滤波器

 

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最新一代有源滤波器BLUEWAVE与传统技术相比有以下几项特殊优势更快、小、功能更强大,这些技术优势使其能轻松解决电能质量问题。

 极速响应:BLUEWAVE能于300цs内对干扰作出响应,在干扰造成破坏前将其消除;

 适合工业设用:BLUEWAVE防护等级为IP20,能在恶劣环境下运行;

 结构紧凑:壁挂式滤波器体积非常小巧,易于安装;

 多种容量选择:BLUEWAVE单台补偿容量从60至200A,电压等级从400至480V,适用于3线或4线的系统;

 能适应电网变化:BLUEWAVE能以特定的方式分配输出容量,分次进行补偿,并且补偿性能可以根据电网结构的变化自动调整。

 

 

 

火力发电需要对蒸气机进行冷却。传统水冷方式,需消耗大量淡水,空冷电站采用空气冷却,水的消耗量只相当于水冷电站的20%-35%,节水性能显著。非常适合我国缺少水而煤炭资源丰富的北方地区。国务院《国民经济和社会发展“十一五”规划任务分工》将大型空冷电站列为能源工业重点工程。但随之而来的谐波问题,人们也越来越重视,本案例对所有空冷岛的谐波改造均有参考价值。