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本文研究了一例越南冶金企业中频炉电能质量治理工程出现的问题,首先分析了干扰源负荷和治理装置投运后现场运行数据,厘清了该系统存在的电能质量问题。然后,建立该用户配电网阻抗仿真模型,通过仿真模型研究了该用户电能质量治理装置原始设计方案的正确性,以及在该用户系统应用过程中存在问题的机理。最后,得出了跨电压等级电能质量控制装置的交互影响,是造成该冶金企业22kV进线11次谐波电流超标根本原因的结论。
一.引言
在现代供配电系统中,大功率电力电子变流装置接入电网的比例不断增加,给电网带来了谐波和无功补偿等电能质量问题。为保证电网安全、稳定和经济运行,各国电力主管部门为保证公用电网的电能质量,除在公用电网侧设置了一定的电能质量治理装置,对于新接入的干扰源用户,要求其干扰性负荷接入电网时须同步在其内部电网设置电能质量治理装置。
电能质量治理方案是具有非常强的系统性,公用电网运行方式与用户并网点的参数,特别是系统短路容量和背景谐波电压的参数,可能对干扰源用户的电能质量治理装置产生不利的影响。目前,电能质量治理装置制造商的设计人员,普遍存在工程经验缺乏和设计系统性考虑不足的问题,造成了干扰源用户电能质量治理装置投运之后,治理装置不能解决用户的电能质量问题,更有甚者装置自身安全运行也出现问题,最终影响了干扰源用户配电网安全与可靠运行。
基于以上背景,本文研究了一例越南冶金企业中频炉电能质量治理工程出现的问题。本文首先分析了干扰源负荷和治理装置投运的现场运行数据,厘清了该系统存在的电能质量问题。然后,建立该用户配电网阻抗仿真模型,通过仿真模型研究了该用户电能质量治理装置原始设计方案的正确性,以及在该用户系统应用过程中存在问题的机理。最后,得出了跨电压等级电能质量控制装置的交互影响,是造成该冶金企业22kV进线11次谐波电流超标根本原因的结论。
本文在电能质量治理装置方案设计中如何考虑公用电网的影响因素,以及电能质量治理装置工程应用中出现问题后分析问题和解决问题应采用的方法等方面,对电能质量解决方案提供商提供了一定的指导和借鉴。
二.某冶金用户电能质量问题概述
2.1该冶金用户供配电系统简介
越南某冶金企业新上两台1.5t中频炉设备,以1台22/0.66kV3200kVA变压器接入电力公司的公用电网。每台中频电源额定功率为1000kW,整流方式为6脉波晶闸管整流。电力公司22kV公用电网大方式和小方式的短路电流分别为5316A和5075A,供配电系统接线示意图如图1所示。
图1某冶金企业供配电系统接线示意图
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