昆明长水机场变电系统电能质量问题治理解决方案

昆明长水机场变电系统电能质量问题治理解决方案

李灿1周子琦2

(1昆明长水国际机场;2昆明诺仕达企业(集团)有限公司)

摘要：本文对昆明长水机场航站楼TA1变电站电力谐波进行了测试，分析器测量结果，最后提出治理方案，并给出治理评估结果，为企业消除运行安全隐患，提高供电系统用电效率，降低能源消耗。

关键词：电能质量；电力谐波；谐波危害；谐波治理

1概述

本站共4台2000kVA，变比为10.5/0.4kV的配电变压器，即TM1-TM4;本站主要研究对象是TM1变压器0.4kV侧(AA236柜)和TM3变压器0.4kV侧(AA136柜);数据采集阶段，TM2和TM4处于备用状态，TM1与TM2之间的低压联络开关处于合位，TM3和TM4之间的低压联络开关亦处于合位。

本站的4台配电变压器0.4kV侧母线均装有600kvar无源型固定投切电容器组，2面柜（柜体尺寸：1100*2200*1000）；

对于TM2和TM4，我们在考虑增加设备时，分别参考TM1和TM4进行设备和投资估算。

2设备容量计算

（1）TM1变压器0.4kV侧

a.主要电能质量问题：

通过数据分析得知，功率因数及谐波电流含量不满足国家标准要求。

无功功率在测试阶段为负值，容性电流过大，特别是在负荷偏小时，导致功率因数较低。本站谐波电流较大，需要加装滤波装置进行治理。

b.设备容量计算

如果拆除原有的电容补偿柜，那么：

用于无功补偿的容量计算：

按《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》选择。根据第二十五条规定，低压SVG按照变压器容量的20%~40%进行配置，我们按25%计算SVG容量。

2000×25%=500kvar计算无功电流：500/（1.732×0.38）=759.8A

用于滤除谐波的容量计算：

谐波电流估算：测试期间检测到的最大基波电流1208.7A，此时的谐波电流总畸变率10%。

Ih=I1×THDiIh-谐波电流，A;I1-系统最大基波电流，A;

THDi-谐波电流总畸变率（%）

Ih=1208.7×10%=120.9（A）

由于TA1配电室内无空余的位置安装新增设备，因此，只能将原有的电容补偿柜拆除后，安装新设备。建议更换为SVG来完成低压无功补偿和滤波功能。

（2）TM3变压器0.4kV侧

a.主要电能质量问题是：

通过数据分析得知，功率因数及谐波电流含量不满足国家标准要求。

3次、5次、7次、9次谐波电流超标。

b.设备容量计算：

如果拆除原有的电容补偿柜，那么：

用于无功补偿的SVG容量计算：

按《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》选择。根据第二十五条规定，低压SVG按照变压器容量的20%~40%进行配置，我们按25%计算SVG容量。

2000×25%=500kvar，计算无功电流：500/（1.732×0.38）=759.8A

用于滤除谐波的SVG容量计算

谐波电流估算：测试期间检测到的最大基波电流1505.3A，此时的谐波电流总畸变率16.2%。

Ih=I1×THDiIh-谐波电流，A;I1-系统最大基波电流，A;

THDi-谐波电流总畸变率（%）

Ih=1505.3×16.2%=243.8（A）

由于TA1配电室内无空余的位置安装新增设备，因此，只能将原有的电容补偿柜拆除后，安装新设备。建议更换为SVG来完成低压无功补偿和滤波功能。

SVG容量计算：

鉴于TA1变电站的电能质量问题，我们采用电压、无功调节与谐波治理的相结合的治理方案。通过加装在各低压母线上的电能质量在线监测装置对功率及谐波进行在线监测，并将采集到的信息上传至站级电能质量决策优化控制装置，通过分析处理制定电压无功控制，补偿滤波策略，并发出相应的命令至SVG综合控制器进行调节。

如果检测到功率因数和谐波均不满足要求，采用先滤波后补偿模式；滤除谐波后，由SVG追踪负荷变化，由其进行容性（感性）无功补偿，使功率因数满足要求。