福禄克为供配电系统进行电能质量综合测试评估

　　湖北某大型钢股份有限公司供配电系统由 220 kV 总降、自备热电厂及三座 110 kV 分厂变电站构成。

　　该钢厂热轧主传动采用新型的高压大功率 变频设备，致使配电系统高次谐波和电压 波动问题严重，影响了系统的安全运行， 配电电压过高及无功潮流使配电系统经济 运行水平不高。该钢厂反映出来的主要供 配电问题有：热轧主传动供电变压器及开 关柜在热轧主传动运行期间有高频啸叫声; 运行期间大约有 90 A 左右的电流波动;冷 轧变电站 110 kV/63 MVa 供电变压器有不 正常振动声音;220 kV、110 kV、35 kV 及部分 10 kV 母线谐波电压超过国标限值。

     为解决上述问题，使钢厂供配电系统安全 可靠、优质高效运行，钢厂立项对供配电 系统的电能质量进行全面测试评估，并针 对配电网中存在的问题给出解决方案。具 体要求：

　　• 背景谐波及电能质量测试

　　• 对现有非线性负荷的电能质量测试

　　• 电能质量指标的分配计算;

　　• 现有 SVC 的测试及诊断

　　• 提出电能质量治理方案和建议

　　• 提交系统分析及评估报告;

　　• 后续管理办法的制定及需采取的措施。

　　(注：SVC 是一种先进的高压电网动态功 率因数补偿装置。它通过提高功率因数来 节约大量的电能，同时又起到减少电网谐 波、稳定电压、改善电网质量的作用 )

　　测试评估分析

　　(1) 基波功率潮流图，如图 1 所示。     

　　(2)220kV总降LF炉33kV母线电压变动分析。

(3)220 kV 总降热轧主传动 35 kV 谐 波分析

　　测试评估结论

　　4.1 供配电系统中的主要问题 影响该钢厂供配电系统安全可靠、优质

　　高效运行的主要电能质量问题有：

　　(1)35 kV 母线和大部分 10 kV 母线配 电电压偏高，严重影响系统的经济运行。

　　(2)冷轧变 10 kV III 段母线电压变动 频繁，大于 1 % 的电压变动次数大于 13000 次，容易引起变压器、电机等设 备机械共振。

　　(3)热轧主传动产Th的 50 次以上的异 常高次谐波造成全厂 220 kV、110 kV、 35 kV、33 kV 及部分 10 kV 供电母线的 谐波电压严重超过规定的限值，致使谐波 损耗严重。

　　(4)钢轧总降 33 kV 母线、炼钢变 10kV I 段、10kV II 段、10kV III 段及冷轧 变 10 kV I 段五段母线所带负载功率因数 偏低，致使无功损耗严重。

　　4.2 解决方案 针对该钢厂供配电系统中存在问题，应采 取如下的技术措施：

　　(1)调整 10 kV、35 kV 的配电电压， 使电压偏差在 ±3 % 以内。

　　(2)在 35 kV 母线上设置 RC 高通滤波 器，滤除 50 次至 97 次的高次谐波电流， 使谐波电压和谐波电流控制在规定限值以 内。

　　(3)解决好 10 kV 系统部分支路无功过 补偿问题，对功率因数偏低的各段 10 kV 母线设置无功补偿器，特别要解决好 LF 炉的无功冲击所带来的电压变动与闪变问 题。

　　(4)从轧钢工艺和供配电系统两方面解 决好冷轧变 10 kV III 段母线电压变动超 标的问题

　　项目实施后的效益

　　项目实施后，当地供电局于组织现场效果 检测和谐波治理评估，结论如下：

　　(1)经现场检测，谐波电压总畸变率从 治理前的 8.94 % 下降到 2.7 %，低于国

　　标要求的 5 %。注入公共连接点的谐波电 流符合标准要求。

　　(2)功率因数达 0.9 以上，10 kV 专线 的功率因数大大提高。

　　(3)用户的经济效益较为明显，电费支 出每月减小近 6 万元。