電網(wǎng)三相不平衡治理
電力系統(tǒng)是有發(fā)電、輸電、配電和用電各個環(huán)節(jié)組成的統(tǒng)一整體。其中供電環(huán)節(jié)所涉及的三相元件有發(fā)電機、變壓器和線路等。由于三相發(fā)電機、變壓器等設備通常具有良好的對稱性,因此供電系統(tǒng)的不平衡主要來自于供電線路的不平衡。
三相不平衡的原因與危害
用電環(huán)節(jié)的不平衡是指系統(tǒng)中三相負荷不對稱所引起的系統(tǒng)三相不平衡。三相負荷不對稱是系統(tǒng)三相不平衡的Z主要因素。產(chǎn)生三相負荷不對稱的主要原因是單相大容量負荷(如電氣化鐵路、電弧爐和電焊機等)在三相系統(tǒng)中的容量和電氣位置分布不合理。
之所以要保持三相平衡,原因就是:在三相四線制中,如三相負荷分布不均(相線對中性線),將產(chǎn)生零序電壓,使零點移位,一相電壓降低,另一相電壓升高,增大了電壓偏差。同樣,線間負荷不平衡,則引起線間電壓不平衡,增大了電壓偏差,電壓的偏差過大可能導致的常見事故就是燒毀電器設備!
三相不平衡的解決方法
(1)針對配變平均負載率低于25%、電壓波動過大的季節(jié)性“低電壓”問題,可使用有載調(diào)容、調(diào)壓配變;
(2)新增臺區(qū)配變在設計時充分考慮供電半徑及負載大小、平衡分配;
(3)對于出口電流不平衡度超過15%、負載率大于60%,且通過管理措施難于調(diào)整的配變臺區(qū),可加裝三相不平衡自動調(diào)整裝置來調(diào)整,尤其對于低電壓諧波、電壓閃變、無功補償容量不足等多種因素導致“低電壓”問題,可配置低壓靜止無功發(fā)生器(SVG);
(4)對于由于供電半徑過大,負荷過重導致的供電末端“低電壓”問題,且通過增加無功補償裝置不能提高的,可加裝低壓線路調(diào)整裝置;
(5)由于三相負載不平衡導致某相電壓過高,另一相末端電壓低的臺區(qū),在通過管理措施難于調(diào)整的,可通過加裝電網(wǎng)三相不平衡智能調(diào)節(jié)器來調(diào)整三相不平衡。
三相不平衡智能調(diào)節(jié)器工作原理
(1)三相不平衡補償原理:DSP控制器實時檢測負載電流,計算分析負載電流并判斷系統(tǒng)是否處于不平衡狀態(tài),采用自主研發(fā)的云速算法分離出不平衡電流的正序分量、負序分量和零序分量,然后控制器實時驅(qū)動IGBT,STUR發(fā)出與負序分量和零序分量反向的電流,最后電網(wǎng)側(cè)電流達到三相平衡狀態(tài)。
(2)電網(wǎng)電壓支撐原理:DSP控制器實時檢測補償點電壓數(shù)據(jù),并判斷補償點電壓是否超過設定值;超過電壓上限(Umax)時,此裝置輸出感性電流,補償點電壓降低;當?shù)陀陔妷合孪蓿║min)時,此裝置輸出容性電流,補償點電壓提升;最終使各相電壓穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)。
(3)無功補償原理:DSP控制器實時檢測負載電流,計算分析得到負載電流的無功電流數(shù)據(jù);無功電流作為控制器的參考值,控制器實時驅(qū)動IGBT產(chǎn)生滿足要求的無功補償電流(容性或感性),最終實現(xiàn)動態(tài)無功補償目的。