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三相不平衡治理解决方案

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长沙恒开电气设备有限公司 长沙恒开电气设备有限公司

 

三相不平衡方案

◆ 精确调整系统三相电流,降低中心线电流

◆ 双向、连续、动态无功补偿,补偿精度99%

◆ 兼顾滤波补偿功能,提升台区配变电能质量

◆ 稳定系统电压,提高电压合格率

三相不平衡技术

◆ 纯SVG模块

◆ 控制器+换相开关

◆ SVG+电容电抗组合

◆ SVG+换相开关

 

方案介绍

换相开关型:将台区重载相的单相负荷切换至轻载相,从负载端实现负荷均衡分配。治理效果具有极大的不确定性。

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电容器型:电容器型三相负荷自动调节装置是利用wangs定理,在相线间跨接电力电容器,实现有功功率转移,平衡相间的有功功率,降低三相不平衡度、提升功率因数。电容器型成本低、可实现有级补偿,但治理效果差,存在谐波隐患。

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电力电子型:电力电子型三相不平衡自动调节装置以IGBT组成的三相全桥功率单位为核心,通过电流吸收→储能→电流转移的方式,实现三相电流精确调整;作为一种有源型的产品,还可以对无功电流和谐波电流进行线性补偿。电力电子型产品补偿精度高,但成本也较高,不符合经济性发展需求。

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电力电子型+换相开关:“电力电子型+换相开关”结合电力电子产品和换相开关的优势,可从用户侧解决三相不平衡问题,相较于纯电力电子产品成本明显降低,且可实现无级调节。

 

方案对比

  换相开关型 电容器型 电力电子型

电力电子型+换相开关

优点

从负载侧解决不平衡问题.损耗低

成本低,易于安装,损耗低

补偿精度高,精细无功补偿,谐波治理,易于安装

既能解决线路不平衡、负载侧不平衡、也能解决配电台区侧不平衡,损耗低,谐波和无功治理

缺点

影响供电可靠性,安装工作量大,治理效果差

有功、无功按比例同时调整,有级补偿,补偿精度低,存在谐波放大的隐患

损耗偏低,不能解决末端不平衡

安装工作量较大

目前以“SVG+换相开关”为基础的三相不平衡治理新技术,可从根本上解决台区实际负荷分配的问题,是解决三相不平衡较好的方式。

 

“SVG+换相开关”

“SVG+换相开关”混合型补偿装置是一套用于治理低压配电台区三相不平衡的产品。它适用于三相四线制的380V/220V低压配电系统,能快速准确的检测低压配电系统的三相不平衡问题,通过换相开关实时不停电粗略调整单相负荷,SVG精细调节模式,使台区三相负荷处于相对平衡的状态。本产品可有效降低变压器、线路损耗,抑制单相过流、末端低电压等情况发生,解除了三相不平衡带来的众多隐患。

 

装置组成

“SVG+换相开关”混合型补偿装置由一台SVG模块和多台换相开关组成(根据现场实际情况进行配比)。SVG模块是集采样、运算、通讯、人机交互、智能组网、平衡逻辑算法于一体的智能控制、补偿装置。而换相开关则是集采样、运算、通信、相序切换功能于一体的智能投切装置。

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技术原理

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“SVG+换相开关”混合型补偿装置采用无线通讯的方式进行通讯,SVG作为主机,换相开关作为从机。

在配变变压器的出口处安装一台SVG模块,负责监测三相不平衡信息,并下发调节命令,支路沿用户前端安装若干台换相开关,换相开关可监测自身带载回路的负荷信息,并根据SVG模块下发的换相命令进行相应换相操作。若三相不平衡仍然存在,可通过SVG进行微调模式实现三相绝对平衡。

 

为保证寿命,换相开关采用过零投切技术,以将投切对动作元件及用电设备的损伤降到最小。过零投切技术基于“电流过零切除,电压过零投入”的原则,可以达到冲击极小、电弧极小的效果。

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安装示意图

 

功能特色

1) 自动平衡三相负载

实时监测三相不平衡度,并根据不平衡度自动调节三相负载,换相时间≤10ms,不中断用户供电,不会引起常用电器的复位和重启动,也不会对电器产生损害。

2) 降低变压器损耗

使变压器处于相对平衡的运行状态,有效降低了变压器的铁损和铜损。

3) 解决低压、过压问题

解决由三相不平衡所导致的低压、过压的问题,避免因过压烧坏用电设备或因低压影响用电设备的正常运行。

4) 保护低压配网安全运行

避免中性线电流长期过大导致的发热和老损,消除变压器等配电设备烧毁的隐患。

 

方案特点

免维护、免管理;自动换相,不需中断用户供电;可靠的相间防护技术;开关元件不耗电,装置功耗小。

 

产品优势

更可靠——核心器件均采用知名品牌,确保产品使用的寿命;

更节能——通过待机阀值及启停时间段设置可有效降低自身运行损耗;

更灵活——功能模式可自由组合,同时现场接线不受相序限制,使安装更容易;

更贴心——对客户可提供前期售前和售后支持、方案设计等一站式服务;

更便捷——可通过手机、移动终端及远程后台实现产品状态监测及调试;

 

容量配置

变压器容量
(kVA)

SVG容量
(kvar)

换相开关

容量(A)

数量

100

30

120

0

200

30

120

3

400

30

120

6

 

项目应用

案例一

某项目现场:由于居民用户的用电负载是单相的,居民自备的小型风力发电机组、光伏电池板等分布式电源多为单相电源,当这些电源接入电网时,会造成三相不平衡;用户用电存在随机性,也会造成三相不平衡;用电高峰期随着负荷的增大,更是使电网的三相不平衡度严重加剧。若零线电流长期高于设计的载流量,则会导致零线过载烧毁,引发故障。为解决电网电能质量问题隐患,英博电气研究解决方案,通过技术措施彻底解决三相不平衡带来的事故影响。

我司给出的解决方案:利用线路治理和配电台区双重治理的方式,增加一套三相不平衡调节装置,该装置主要包括一台安装在台区的35KVAR SVG装置和6只安装在线路中的换相开关。

 

应用情况

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装置投入前台区电能质量情况图

 

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SVG退出,换相开关投入后电能质量情况图

 

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SVG和换相开关全部投入后系统电能质量情况图

 

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治理前三相电流变化趋势曲线

 

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治理后三相电流变化趋势曲线

 

供电局后台数据

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