3、無功功率補(bǔ)償?shù)谋匾?/div>
鑒于客戶用電功率因數(shù)的高低對發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用以及節(jié)約電能和改善電壓質(zhì)量有著重要影響，頒布
實(shí)施了《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)管理辦法》。其核心內(nèi)容是根據(jù)用戶功率因數(shù)的高低調(diào)整電費(fèi)。
以0.90為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表
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減收電費(fèi)
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實(shí)際功率因數(shù)
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0.90
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0.91
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0.92
|
0.93
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0.94
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0.95 ～1.00
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|
月電費(fèi)減少％
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0.0
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0.15
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0.30
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0.45
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0.60
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0.75
|
|
|
實(shí)際功率因數(shù)
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0.89
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0.88
|
0.87
|
0.86
|
0.85
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0.84
|
0.83
|
0.82
|
0.81
|
0.80
|
0.79
|
0.78
|
0.77
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|
增收電費(fèi)
|
月電費(fèi)增加％
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0.5
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1.0
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1.5
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2.0
|
2.5
|
3.0
|
3.5
|
4.0
|
4.5
|
5.0
|
5.5
|
6.0
|
6.5
|
|
實(shí)際功率因數(shù)
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0.76
|
0.75
|
0.74
|
0.73
|
0.72
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0.71
|
0.70
|
0.69
|
0.68
|
0.67
|
0.66
|
0.65
|
|
|
|
月電費(fèi)增加％
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7.0
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7.5
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8.0
|
8.5
|
9.0
|
9.5
|
10.0
|
11.0
|
12.0
|
13.0
|
14.0
|
15.0
|
|
功率因數(shù)自0.64及以下，每降低0.01電費(fèi)增加2%
以0.85為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表
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減收電費(fèi)
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實(shí)際功率因數(shù)
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0.85
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0.86
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0.87
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0.88
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0.89
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0.90
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0.91
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0.92
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0.93
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0.94 ～1.00
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月電費(fèi)減少％
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0.0
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0.1
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0.2
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0.3
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0.4
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0.5
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0.65
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0.80
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0.95
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0.75
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實(shí)際功率因數(shù)
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0.84
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0.83
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0.82
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0.81
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0.80
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0.79
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0.78
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0.77
|
0.76
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0.75
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0.74
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0.73
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0.72
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增收電費(fèi)
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月電費(fèi)增加％
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0.5
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1.0
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1.5
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2.0
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2.5
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3.0
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3.5
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4.0
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4.5
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5.0
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5.5
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6.0
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6.5
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實(shí)際功率因數(shù)
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0.71
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0.70
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0.69
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0.68
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0.67
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0.66
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0.65
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0.64
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0.63
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0.62
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0.61
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0.60
|
|
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月電費(fèi)增加％
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7.0
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7.5
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8.0
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8.5
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9.0
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9.5
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10.0
|
11.0
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12.0
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13.0
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14.0
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15.0
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功率因數(shù)自0.59及以下，每降低0.01電費(fèi)增加2%
對電力系統(tǒng)中無功功率進(jìn)行快速的動態(tài)補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)如下的功能：
•對動態(tài)無功負(fù)荷的功率因數(shù)校正；
•改善電壓調(diào)整；
•提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性；
•降低過電壓；
•減少電壓閃爍；
•阻尼次同步振蕩；
•減少電壓和電流的不平衡。
對電網(wǎng)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，不僅可以降低設(shè)備供電容墾，減少投資，還可以降低線路損耗，重要的是 可以提高系統(tǒng)
功率因數(shù)，避免無功罰款，所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是企業(yè)“節(jié)能降耗”的重要舉措。
1、原理
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靜止無功發(fā)生器（SVG: Static Var Generator)的基本原理是指將自換 相橋式電路通過電抗器直接并聯(lián)在電網(wǎng) 上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路發(fā)出滿足要求的無功電流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/td>
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2、設(shè)計(jì)生產(chǎn)參照標(biāo)準(zhǔn)
GB 191—2000 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志
GB 4208-2008 外殼防護(hù)等級(IP代碼）
GB/T 2900.1-2008 電工術(shù)語 基本術(shù)語
GB/T 2900.33-2004 電工術(shù)語 電力電子技術(shù)
GB/T 3859.1-1993 半導(dǎo)體變流器基本要求的規(guī)定
GB/T 4025-2003 人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識的基本和安全規(guī)則 指示燈和操作器的編碼規(guī)則
GB/T 13422-1992
半導(dǎo)體電力變流器 電氣試驗(yàn)方法
3、型號說明
型號：AN—SVG-500/0.4
4、技術(shù)特點(diǎn)
傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置通過調(diào)節(jié)電容或電感實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，雖然應(yīng)用廣泛，但是存在諧振、響應(yīng)時(shí)間慢等問題。
SVG是目前為的無功補(bǔ)償裝置，它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過大功率電力電子器件的高頻開
關(guān)實(shí)現(xiàn)無功能量的變換，從而使無功補(bǔ)償技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍：
(1)響應(yīng)速度更快
SVG響應(yīng)時(shí)間：≤5ms。
SVG可在極短的時(shí)間之內(nèi)完成從額定容性無功功率到額定感性無功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無可比擬的響應(yīng)速度完全可
以勝任對沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償。
(2) 安全性更高
SVG運(yùn)行時(shí)被控制為電流源，不存在與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的可能性,安全性更高。
(3) 補(bǔ)償功能多樣化
使用同一套SVG裝置，可以實(shí)現(xiàn)不同的多種補(bǔ)償功能：
•補(bǔ)償負(fù)載無功；•補(bǔ)償負(fù)載諧波；•補(bǔ)償負(fù)載不平衡；•同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載無功、諧波和不平衡。
(4) 諧波含量極低
SVG采用了PWM技術(shù)和多重化技術(shù)，與TCR型SVC相比，諧波含量極低，對電網(wǎng)不會產(chǎn)生二次污染。
(5) 占地面積較小
SVG采用直接PWM電流控制技術(shù)，其輸出電流波形和相位完全可控，SVG能夠在額定感性到額定 容性的范圍內(nèi)運(yùn)行。
由于無需大容屋的電容器和電抗器做儲能元件，SVG的占地面積只有相同容量 SVC 的 50%。
5、組成
(1 )的功率組件
采用的IGBT組件，主電路為橋式全控 PWM變流器，具有功率密度大、可靠性高的特點(diǎn)。
(2 )數(shù)字控制系統(tǒng)
DSP高速檢測和運(yùn)算，確保無功檢測和補(bǔ)償控制精準(zhǔn)有效；使用全數(shù)字控制系統(tǒng)，全部控制過程使用軟件實(shí)現(xiàn)，使得整個(gè)控制系統(tǒng)更簡單、更可靠。
(3 )監(jiān)控及顯示系統(tǒng)
智能監(jiān)控和顯示系統(tǒng)使得裝置操作靈活；運(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)一目了然，故障自診斷，具備遠(yuǎn)程通訊接口，可與上位機(jī)實(shí)時(shí)通訊。
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5、技術(shù)參數(shù)
1、應(yīng)用領(lǐng)域分析
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提升機(jī)、軋機(jī)等重工業(yè)場合
提升機(jī)、軋機(jī)屬于典型的沖擊性負(fù)荷，主要存在于各礦業(yè)生產(chǎn)場合和冶金行業(yè)，對電網(wǎng)有如下影響：
•無功沖擊較大，造成電網(wǎng)電壓波動，嚴(yán)重時(shí)干擾其他設(shè)備運(yùn)行，降低了生產(chǎn)效率；
•功率因數(shù)低，每月需要交納大量的無功罰款；
•部分裝置產(chǎn)生諧波，危害電網(wǎng)安全。 |
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鈷井供電系統(tǒng)
油氣鉆井平臺供電系統(tǒng)主要負(fù)荷包括絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等，由于鈷井工況的特殊性，該系統(tǒng)屬于典型的沖擊性負(fù)荷。對電網(wǎng)影響如下：
•無功沖擊大，功率因數(shù)低；
•電流諧波大；
•電壓波動嚴(yán)重，電壓畸變率高，影響控制系統(tǒng)、PLC、錄井儀等設(shè)備供電。 |
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電氣化鐵路及軌道交通
高速鐵路及軌道交通供電系統(tǒng)使用了大量電纜進(jìn)行電力傳輸，對電網(wǎng)存在以下威脅：
•產(chǎn)生大量容性無功，功率因數(shù)低；
•抬高線路末端電壓；
•存在與系統(tǒng)諧振的可能。 |
使用SinpowerSVG可以完美解決上述各類工況下的無功和諧波問題。
2、應(yīng)用方案
SVG
針對無功補(bǔ)償容量較小，電流畸變較小的場合。
SVG+APF
針對無功補(bǔ)償容量較大，電流畸變嚴(yán)重的場合。
SVG補(bǔ)償系統(tǒng)無功；APF抑制電網(wǎng)諧波電流，改善電網(wǎng)電壓，兩者各司其職。
SVG+PF
針對無功補(bǔ)償容量較大，成本要求嚴(yán)格的場合。
SVG和PF (無源濾波器）配合補(bǔ)償無功，SVG可配置為系統(tǒng)容量的一半或更小，有效降低成本; PF可配置為單調(diào)諧濾波
器，有效抑制電網(wǎng)諧波電流。
SVG+APF+PF
針對無功補(bǔ)償容量大，電流畸變嚴(yán)重，成本控制嚴(yán)格的場合。
SVG和PF (無源濾波器）配合補(bǔ)償無功，SVG可配置為系統(tǒng)容量的一半或更小，有效降低成本; PF可配置為單調(diào)諧濾波
器，有效抑制電網(wǎng)諧波電流；APF用來抑制高次諧波電流。
3、 選型指南（補(bǔ)償容量的計(jì)算）
系統(tǒng)無功補(bǔ)償容量由下式?jīng)Q定：
式中PC —由變配電所供電的月有功計(jì)算負(fù)載（kW);
例如：
某變電所月有功負(fù)載為2000kW,平均負(fù)載率為0.75,補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.6,目標(biāo)功率因數(shù)為
0.92,該變電所需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率為：
考慮一定裕量，可選擇補(bǔ)償容量為1500kvar的補(bǔ)償裝置。
4、 SVG在石化系統(tǒng)的應(yīng)用
石油鉆井平臺供電系統(tǒng)主要負(fù)荷包括絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵、頂驅(qū)等，該類負(fù)載均使用直流調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)備工作時(shí)對電
網(wǎng)造成了如下危害：
•無功電流大，功率因數(shù)低；
•電流諧波大，電壓畸變率高。
通過測試，由于直流調(diào)速系統(tǒng)的工作造成西南鈷井公司某鉆井平臺供電電壓諧波很大(THD>30%)、電網(wǎng)諧波電流較大
(THD>30%)、系統(tǒng)功率因數(shù)很低(0.3~0.5),每月繳納大量的無功罰款。我公司通過現(xiàn)場測試、方案論證，終使用
SVG+APF動態(tài)無功綜合補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償和諧波治理，總?cè)萘繛?/span>1.6Mvar,其中SVG容屋 1.2Mvar, APF容量
400kVA。
SVG與APF均為采用高速開關(guān)器件的電力電子設(shè)備，相比采用無源器件的補(bǔ)償裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1) 不會與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振；
(2) 對電網(wǎng)頻率波動不敏感；
(3) 設(shè)備自動限制輸出電流，不會因過電流燒毀；
(4) 無級調(diào)節(jié)，不會出現(xiàn)過補(bǔ)償；
(5) 響應(yīng)速度快。
根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)場的運(yùn)行情況，該裝置對于負(fù)載快速波動的場合有很好的治理效果。右圖為補(bǔ)償裝置切除時(shí)電網(wǎng)側(cè)電流、
無功功率及功率因數(shù)變化曲線。
由右圖可以看出，補(bǔ)償裝置停止運(yùn)行后，各相電流有效值由1100A左右增至1900A左右，無功功率由150kvar增至
530kvar,功率因數(shù)由0.93降至0.55左右。
