張士全 黃玲琳

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定，201801

摘要：隨著電力電子技術的深入應用
，石化行業的自動化程度不斷提高
，負載性質也發生了質的變化，非線性、衝擊性負荷的增加帶來了電壓閃變
、三相不平衡
、xiebodengyixiliediannengzhiliangwenti
，yingxiangdianwanganquanyunxing，jiangdichanneng。suoyi，buduanyouhuahewanshanshihuaxingyediannengzhiliang，shishihuaxingyejingjianquanyunxingdezhongyaobaozhang。

關鍵詞：石化行業、電能質量、電壓閃變、諧波

1  引言

    隨著我國建設資源節約型、環境友好型社會戰略的實施
，石化行業在資源保障
、節能減排
、anquanshengchandengfangmian，mianlinzhegengjiayanjundexingshiherenwu。shihuaxingyeshengchangongyijishufuza，yunxingtiaojiankeke，diannengzhiliangwentiyeriquyanzhong
，dianlixitongshaoyoubushenjiukenengyinfayanzhongdeanquanshigu。ruhetishengdiannengzhiliangduibaozhangyongdianshebeianquanwendingyunxing
，tigaoxingyenengyuanzongheliyongxiaolv，jianshaodianwangwuran，shixinganquanshengchanzhiguanzhongyao。

2  衡量石化行業電能質量的指標

   shihuaxingyediannengzhiliangdezhibiaoxiangjiaoyuqitaxingyebingwuchayi，danyouyuqizishendianwangxitongdefuzaxingjiujuedingleqiduidiannengzhiliangdeyaoqiugengweikeke，hengliangshihuaxingyediannengzhiliangdezhibiaozhuyaoyouyixiajidian：

3  石化行業電能質量分析

    石化行業生產線長
、涉(she)及(ji)麵(mian)廣(guang)，自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)高(gao)，複(fu)雜(za)的(de)裝(zhuang)置(zhi)間(jian)關(guan)聯(lian)度(du)。由(you)於(yu)生(sheng)產(chan)的(de)需(xu)要(yao)，存(cun)在(zai)大(da)量(liang)快(kuai)速(su)變(bian)化(hua)的(de)衝(chong)擊(ji)性(xing)負(fu)荷(he)，電(dian)力(li)負(fu)荷(he)構(gou)成(cheng)也(ye)發(fa)生(sheng)了(le)質(zhi)的(de)變(bian)化(hua)。大(da)量(liang)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)的(de)接(jie)入(ru)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)產(chan)生(sheng)諸(zhu)多(duo)電(dian)能(neng)問(wen)題(ti)：電壓的閃變及波動、功率因數偏低、無功消耗過大

、諧波幹擾等。其中諧波幹擾的問題是目前石化行業電能質量最為關注的問題。

    在zai實shi際ji的de供gong電dian係xi統tong中zhong
，由you於yu有you非fei線xian性xing負fu荷he的de存cun在zai，當dang電dian流liu流liu過guo與yu所suo加jia電dian壓ya不bu成cheng線xian性xing關guan係xi的de負fu荷he時shi，就jiu形xing成cheng非fei正zheng弦xian波bo電dian流liu。電dian流liu和he負fu荷he端duan電dian壓ya的de突tu變bian都dou會hui導dao致zhi諧xie波bo的de產chan生sheng。

    主要的諧波源有:機泵的變頻調速裝置，不間斷電源裝置、電動機軟啟動設備
、新型照明燈具（節能燈
、采用電子鎮流器的日光燈）。

    電網中諧波危害具體表現為以下幾個方麵：

    1）被諧波汙染的電網，導致輸配電線、電動機、變壓器損耗相對增加，進而增加了能源的消耗
；

    2）電線、電纜的集膚效應變大，加速老化絕緣層，降低了線纜的利用率；

    3）機器的鐵芯磁感應環流增加，增加了設備功耗
，設備的壽命相對縮短；嚴重情況下機械發生諧振，電機轉速不穩定
，電機燒毀

；

    4）電力係統繼電保護誤啟動，誤動作跳閘，拒動作和損壞
，通常引起事故或擴大停電事故
，威脅電力係統的安全可靠運行；

    5）計算機
、數據傳送和自動控製係統數據丟失，顯示畫麵畸變，誤動作，元件損壞
，係統文件處理準確性降低。

4   安科瑞電能質量治理方案

    安an科ke瑞rui致zhi力li於yu電dian力li行xing業ye多duo年nian，始shi終zhong關guan注zhu石shi化hua行xing業ye電dian能neng質zhi量liang問wen題ti，針zhen對dui石shi化hua行xing業ye電dian能neng質zhi量liang問wen題ti的de現xian狀zhuang，為wei石shi化hua行xing業ye提ti供gong可ke行xing性xing的de治zhi理li方fang案an，促cu進jin石shi化hua行xing業ye安an全quan穩wen定ding運yun行xing。首shou先xian在zai公gong共gong電dian源yuan點dian設she置zhi濾lv波bo裝zhuang置zhi，確que保bao各ge級ji電dian網wang的de公gong共gong母mu線xian諧xie波bo含han量liang在zai規gui定ding範fan圍wei內nei；其次，嚴密監測各級電源網絡的諧波並及時彙總分析，並製定和實施治理措施，確保石化電網的運行指標符合規範標準。

    4.1 APMD網絡多功能儀表

    APMD網絡多功能儀表主要應用於高壓重要回路及低壓進線回路的儀表
，具有電力參數測量功能、電能質量分析功能，可對電能質量實時連續監測，保存各種故障信息。

    儀表功能：

  ●測量功能

    APMD網絡多功能儀表實現全部電力參數的測量，包括實時電流、電壓
、 有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數。

  ●電能質量分析功能

    電壓總諧波
、電流總諧波、2-31次電壓電流分次諧波
、電壓波峰係數
、電話波形因子、電流K係數、電壓電流矢量分析
、電壓電流不平衡度分析
，電壓電流序量、波形跟蹤。

    帶有RS485通訊接口
，工業以太網，Profibus等接口
，用以滿足通訊聯網管理的需要， 將監測信息集中上傳，滿足實時監測的需要。

    shihuaxingyezidonghuashebeidelianxujingjiagongshengchanxian
，duipeidianxitongzhongdeganraoyichangmingan，jifenzhiyimiaodebuzhengchanggongdianjiukenengshishengchanhunluan

，qisunshishinanyiguliang。tongguoAPMD網絡電力儀表實現對電能質量的實時監測，發出報警或控製指令 ，防患於未然
，保證石化行業電力係統安全有效的運行 ，所以電能質量的連續監測的必要性是不言而喻的。

4. 2 ANAPF有源濾波裝置

    ANAPF有源電力濾波裝置能動態濾除供電係統中的非線性負載產生的諧波電流，降低電壓諧波畸變率
，有效消除諧波對變壓器、電容器和精密設備的影響。

    ANAPF有源濾波裝置的原理：以並聯方式接入電網
，通過實時監測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量並實時注入電力係統，從而實現諧波治理和無功補償。

4.2.1 ANAPF主要技術特點

   ●一機多能
，既可以補償諧波，又可以補償無功功率；

   ●DSP+FPGA全數字控製方式，具有極快的相應時間；

   ●具有完善的橋臂過流、保護功能


；

   ●先進的主電路拓撲和控製算法，精度高
、運行穩定。

4.2.2補償容量計算

    諧波電流可由變壓器容量來估算，需要考慮變壓器的負載率，具體可以根據下麵的公式來進行估算：

    K1為負荷率：即負荷占變壓器額定容量的比例，通常取0.6~0.8，這裏取0.6；

    K2為諧波係數，集中補償場合適用於整體諧波汙染不高但比較分散的場合，取12%；

    ST為變壓器額定容量，單位kVA；

    US為低壓係統電壓，一般取0.4。

    根據上式計算，一台容量為2000kVA的變壓器，出線側諧波電流I_THD=206A，可以選擇諧波補償容量為200A的有源電力濾波櫃進行補償。

4.2.3補償方式

    在石化行業的供電係統中，ANAPF有源電力濾波裝置可以采用三種濾波補償方式。

    ●變壓器出線側進行集中補償

    當非線性負荷數量較多，分布比較分散
，而且諧波畸變率不太高的情況下，可以在變壓器低壓配電母線側集中裝設ANAPF有you源yuan電dian力li濾lv波bo裝zhuang置zhi進jin行xing集ji中zhong補bu償chang，比bi如ru節jie能neng燈deng

，氣qi體ti放fang電dian燈deng較jiao多duo的de照zhao明ming負fu載zai變bian壓ya器qi。這zhe種zhong補bu償chang方fang式shi可ke以yi有you效xiao的de改gai善shan變bian壓ya器qi的de運yun行xing性xing能neng，提ti高gao係xi統tong整zheng體ti的de電dian能neng質zhi量liang。

集中補償

   ●特定支路局部補償

    當非線性設備集中在某些特定支路時，可以在支路上裝設ANAPF有源濾波裝置進行局部補償。

局部補償

   ●特定設備就地補償

    單台容量較大的穩定運行的非線性石化設備，頻譜特征明顯、自然功率因數又較低的非線性負載，以及諧波源產生的諧波比較集中於連續三種或以下(如3次
、5次、7次)的諧波治理，可以對諧波源進行就地補償，比如整流設備、變頻設備、焊接設備等，這種方式能達到非常好的補償和節能效果
，不會對支路和整個係統造成影響。

就地補償

    在(zai)設(she)計(ji)諧(xie)波(bo)治(zhi)理(li)方(fang)案(an)的(de)時(shi)候(hou)，可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)配(pei)電(dian)網(wang)絡(luo)的(de)諧(xie)波(bo)監(jian)測(ce)數(shu)據(ju)，靈(ling)活(huo)采(cai)取(qu)以(yi)上(shang)三(san)種(zhong)諧(xie)波(bo)治(zhi)理(li)方(fang)式(shi)，能(neng)對(dui)石(shi)化(hua)行(xing)業(ye)的(de)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)進(jin)行(xing)較(jiao)好(hao)的(de)治(zhi)理(li)，消(xiao)除(chu)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)隱(yin)患(huan)，使(shi)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)對(dui)石(shi)化(hua)行(xing)業(ye)電(dian)網(wang)係(xi)統(tong)和(he)設(she)備(bei)的(de)影(ying)響(xiang)降(jiang)到(dao)最(zui)小(xiao)，避(bi)免(mian)影(ying)響(xiang)重(zhong)要(yao)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。

5、結論

    benwentongguoduishihuaxingyediannengzhiliangwentidefenxi，tichulexieboshidiannengzhiliangdezhongyaozhibiaozhiyi。chanshuleankeruizaishihuaxingyediannengzhiliangdezhilifangan
，youxiaojiejueshijidiannengwenti
，tigaojingjixiaoyi，weijiansheziyuanjieyuexingshehuigongxianyifenli。

6
、公司簡介

    安科瑞電氣股份有限公司[股票代碼:300286.SZ]是一家為智能電網用戶端提供智能電力監控、電能管理、電氣安全等係統性解決方案的國內少數幾家領先企業之一。

    公司自2003年6月成立以來，專注於用戶端智能電力儀表的研發、生產和銷售，產品線涵蓋了智能電網用戶端的低壓電力信號采集、測量、計量、監控
、保護及係統集成，主要有網絡電力儀表、智能馬達控製器、導軌式安裝電能表、電量傳感器、光伏彙流箱
、有源濾波器、醫療潔淨電源櫃等產品以及智能電力監控與電能管理、建築能耗分析管理、電氣火災監控、數據中心用電監控、光伏電站監控、ZigBee（物聯網）無線電能管理等係統方案。

    公司擁有嘉定區級技術中心，是高新技術企業和軟件企業。先後參與GB/T22264-2008《安裝式數字電測量儀表》

、JB/T10736-2007《低壓電動機保護器》
、GB/T15576-2008《低壓成套無功補償裝置》、GB/T22387-2008《剩餘電流動作繼電器》等多項電力儀表國標和行標的起草或編製。截止到2011年12月
，公司擁有授權專利100餘項和70餘項計算機軟件著作權；ACR網絡電力儀表列為國家重點新產品，公司被上海經信委列為智能電網重點企業之一。

    2007年，公司在江蘇江陰的生產基地建成投產，一期工廠廠房麵積10000平方米，是智能電力儀表行業中首家采用無鉛化SMT生產工藝的企業，為公司產品產業化、規模化實施提供了保障。2010年3月

，公司技改，將車間進行防靜電改造，使生產環境進一步提升，同時，在生產上引進MESguanlixitong

，meidaogongxudoujinxingtiaoxingmasaomiao
，shizhenggeshengchanjinduheguochengdoudedaolekongzhi。jibenshixianlewuzhihuaguanli，jieyueleshengchanchengben，tigaoleguanlixiaolv。

    安科瑞商標和產品先後被評為上海市著名商標和名牌產品，產品廣泛應用於上海世博工程、廣州亞運會工程、援哥斯達黎加國家體育場工程、京津高鐵電力監控
、敦煌10MW光伏示範電站、中國銀行浦東數據中心、印度50萬噸焦化等國內外重大項目中，贏得了較好的市場聲譽。

參考文獻

[1]安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版

[2] 影響電能質量的因素及改善方法，陳磊.上海：2008.

 文章來源：《電氣技術》 2014年 第1期