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優電霸系列--BC(三相不平衡補償器)



■產品概述

UniPower—BC產品,是NOBLE公司最新研發的UniPower(優電霸)電能質量產品系列中,專門針對電網存在的三相不平衡進行治理的產品。采用高頻電力電子開關變換技術、模擬和數字混合電路技術;用于諧波治理、動態抑制三相不平衡以及快速補償系統零序無功功率的需求,抑制電壓波動和閃變并增強系統穩定性。

UniPower—BC是一種根據用戶負載的情況個性化設計而實施的無級三相平衡補償器,采用先進的三電平電路拓撲結構(損耗小,噪音低),通過三相線路中的不對稱有功功率能量交換與電流補償技術,實現三相功率平衡、提高三相負載的輸入功率, 穩定電流能提高電能質量、消除閃爍,無論在提高功率因數、吸收諧波,還是在提高產量質量和降低電耗的目的,都有著傳統補償無法比擬的優勢。

UniPower—BC可以快速的發出所需的功率,可以實現動態調節配電網的電能質量,實現平衡三相負載電流、補償無功功率并濾除2~50次以內的諧波、通過無功補償進行電壓調整并提高功率因數,提高系統效率減少低壓用戶變壓器損耗和線路損耗等問題。

UniPower—BC是針對從設計和應用角度難以解決和避免三相負載平衡問題的用戶而研發設計的產品,可以適用于農網用戶、臨時性工程配電、偏遠區域小規模用電單位等用電不規律、三相負載難以保持平衡標準的典型用戶,解決電能質量問題、解決無功罰款問題,以確保電能質量水平達到相關標準。


■基本原理

通過外部CT采集電流信號送至控制器采樣模塊,該模塊對采樣數據進行預處理,由控制器的處理器進行電能計算,檢測補償對象的電壓和電流,經指令電流運算電路計算得出補償負序電流的指令信號,該信號經補償電流發生電路放大,得出補償的負序電流,補償的負序電流與負載電流中要補償的負序及無功等電流抵消,最終得到所需的正序電源電流,并將系統三相不平衡電流、無功電流、諧波成分和裝置發出的補償電流比較,得到差值作為實時補償信號輸出到驅動電路,觸發IGBT逆變器,將需補償的電流注入到電網中,實現電能質量綜合治理功能。。

對于三相不平衡系統,可采用對稱分量法將電流分解為正序電流、負序電流和零序電流,而三相平衡系統的電流只有正序電流。因此,只需補償掉負序電流和零序電流,不平衡的三相電流就可轉變成平衡的三相電流;通過零線改變各相之間有功的流動,從而達到對各相有功的調節,補償三相不平衡,消除零序諧波在中線上的電流迭加,改善電氣設備的安全性。

 

■三相不平衡的產生及危害

近年來,配電網中整流器、變頻調速裝置、電弧爐、電氣化鐵路以及各種電力電子設備不斷增加。這些負荷的非線性、沖擊性和不平衡的用電特性,對供電質量造成嚴重污染。另一方面,現代工業、商業及居民用戶的用電設備對電能質量更加敏感,對供電質量提出了更高的要求。

● 三相不平衡的產生原因:

三相不平衡的產生原因主要由于單相負載的不合理配置或使用造成。如果系統內有較大功率的單相負載,情況將更為嚴重。正常標準的供電系統三相供電的幅值相同,三相之間依次相差120度。完全是由正序分量組成。當出現三相不平衡時,三相的幅值不同,三相之間的角度也發生了變化,原點也不在中心位置。不平衡三相合成矢量,可以分解為三個部分,三相正序分量,三相負序分量,零序分量。其中三相負序分量和零序分量部分對于用電設備都不能起到實際的作用,尤其是負序分量還起到反作用。在變壓器額定負載下,電流不平衡度為10%時,其絕緣壽命約縮短16%。

●負序的產生及危害:

三相電力系統中產生負序電流的因素可以歸納為事故性和正常性兩類,前者是由于三相電力系統中某一相或兩相出現故障所致,而后者是由于三相負載不對稱所致。對于事故性因素,一般可由繼電保護、自動裝置動作切除故障元件后在短期內使系統恢復正常,從而使負序電流得到消除。目前在我國,電氣化鐵路和交流電弧爐產生的負序電流占電力系統中負序電流的主要部分。

負序電流對電力系統和用戶的危害主要體現在以下幾個方面:

●引起旋轉電機和變壓器的附加發熱和振動,危及其安全運行;

●降低發電機、變壓器等設備的出力;

●引起以負序分量為起動元件的繼電保護和自動裝置發生誤動作;

●增加電網損耗,電網各設備的負序電流不對稱度越大,負序電流引起網損的增大率也越大。

負序電流會引起三相電壓的不平衡,國家技術監督局于1995年制定了《電能質量 三相電壓允許不平衡度》(GB/T 15543-1995),該標準適用于交流額定頻率為50Hz電力系統正常運行方式下由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡,該標準規定:電力系統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%,短時間不得超過4%。


■節能分析

1、調整三相不平衡電流,能夠有效地降低變壓器銅損和鐵損,減輕電力工人頻繁調節相間負載的勞動強度,能夠提高配電變壓器負荷利用率,降低配電變壓器單相或兩相過負荷燒毀的機率,平均節電效率比單純的分相補償裝置可提高10%以上。

2、改善供電電壓質量,使三相電壓平衡,延長用電設備壽命,提高設備使用效率。

3、變壓器不對稱的三相負荷電流可采用對稱分量法分解為正序、負序和零序三組對稱分量。如果消除掉負序和零序,三相電流就會對稱。上述平衡措施后,三相電流已完全對稱,沒有負序電流。

因此,通過對三相不平衡進行補償,則既可以節能,又可以提高電能質量。


■優勢特點

●智能調節三相有功功率,實現變壓器三相電流平衡輸出;避免當負載不平衡分配時,導致的變壓器單相過載;同時實現三相平衡輸出,可有效降低變壓器損耗。
●相比傳統電容補償方式,該設備實時跟蹤負荷無功的高速變化,準確進行跟蹤補償,并可有效抑制系統中的諧波電壓和電流。通過調節無功功率,可減小系統電壓波動,長期保證功率因數0.99以上。
●采用多DSP協同控制,濾波精度高、響應速度快;對目標諧波,有效濾除能力可達95%,同時可濾除多種諧波,濾波范圍可濾除2至50次諧波;可設定諧波的分次補償功能。
●設備具備RS232/485和GPRS接口,可接入電網的 SCADA系統,實時監控電網電壓、電流、功率等狀態,實現對設備的日常維護與管理。
●考慮到用戶負荷的增長性特點,設備采用模塊化設計方案。客戶可根據不同需求配置容量,需進行擴容或更換時,可便捷增減或替換,從而減少重復性投資。
●該設備預留了I/O接口,可對有載調壓器、補償電容器組等設備進行一體控制。


■ 型號說明

注:UniPower是威尼斯平台网址公司電能質量產品系列總稱,中文名:優電霸,每款產品有對應名稱。

示例1:Minsine-50-400-100/□

產品代碼Minsine:表示威尼斯平台网址公司優電霸系列產品;

額定頻率50:表示系統為工頻50HZ;

額定電壓400:表示PCC點系統電壓為400V;

補償電流100:表示產品輸出電流為100A。

□:Z表示設備戶外安裝,I:表示設備室內安裝


■產品容量表

備注:三相不平衡補償設備有壁掛式和抽屜式兩種類型,針對補償容量超出100A的用戶,可選用機架式機箱與抽屜式模塊組合安裝,戶外型最大安裝容量300A。 


■技術指標

 



優電霸--BC(三相不平衡補償器)

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