第三代三相不平衡治理装置工作效果如何

产品研发时代背景

三相不平衡的治理,很早就被提出来了。在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中,由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用,并且负荷大小不同和用电时间的不同,导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡,不仅增加了线路及变压器的铜损,还会增加变压器的铁损,降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行,最终会造成三相电压的不平衡。在农网改造时,对于三相功率平衡的问题已经得到了高度重视,但由于农网改造的规模大,任务重等等诸多制约因素,三相不平衡的治理,一直是电网的一个难题。

三相不平衡治理装置的更新换代

三相不平衡治理装置经历了三代产品的变革:第一代产品,连体式设计,体积大,扩容难,并且维护难度也大;第二代产品在第一代产品是进行了改良,但仍然无法柱上维护,无法扩容,在实际推广使用中困难重重;第三代产品,也是目前最新的版本,以河南汇德电气HDB系为代表的三相不平衡产品,采用分体式设计,内部模块插拔式方式安装,非常方便扩容和维护,并且第三代产品在重量和体积上也有了很大改变,更加方便柱上维护。

第三代三相不平衡治理装置的工作原理

第三代三相不平衡治理装置以并联方法接入需要治理的电网系统中,通过实时检测系统负载电流,由控制系统运算得到各相需要输出的不平衡电流,实时驱动IGBT,使设备发出与负序分量和零序分量反射的电流,最后达到治理三相不平衡的目的。

三相不平衡补偿原理:DSP控制器实时检测负载电流,计算分析负载并判断系统是否处于不平衡状态,采用先进控制算法分离出不平衡电流的正序分量、负序分量和零序分量,然后控制器实时驱动IGBT,设备发出与负序分量和零序分量反向的电流,最后电网侧电流达到三相平衡状态。

电网电压支撑原理:DSP控制器实时检测补偿点电压数据,并判断补偿点电压是否超过设定值;越过电压上限(Umax)时,此装置输出感性电流,补偿点电压降低;当低于电压下限(Umin)时,此装置输出容性电流,补偿点电压提升;最终使各相电压稳定在正常范围内。

无功补偿原理:DSP控制器实时检测负载电流,计算分析得到负载的无功电流数据;无功电流作为控制器的参考值,控制器实时驱动IGBT产生满足要求的无功补偿电流(容性或感性),最终实惠动态无功补偿目的。

安装与使用

第三代HDB三相不平衡治理装置可用支架、螺杆、抱箍安装于10M柱上,安装高度可根据用户需要设定,不影响周边居民的正常生活和工作。具体安装图如下所示:

第三代三相不平衡治理装置的实际治理效果

第三代不平衡治理产品HDB的三相平衡补偿装置设备在河南商丘、永城、信阳、宜阳、辉县等多地市的运行试验证明,城网及农网,采用三相不平衡补偿装置具有很好的现实意义,可以切实解决电网中存在的三相不平衡问题。

例如,河南某市台区试点采用三相不平衡装置治理取得不错的成绩。下图的 治理数据来自该台区8月底用电高峰期设备投入前后的数据变化。

1、ABC三相电流的有效值由治理前的不平衡到治理后的趋势一致,三相电流有效值最严重时差值超过127.5A,治理后三相有效值最大差不超过5A。

2、ABC三相电流不平衡度由68%降至4%以内,在高峰值时间,不平衡度控制在6%以内。三相有功功率平衡装置能够24小时线性快速响应,任何时间可满足补偿效果。

3、N相电流由补偿前的最大133.5A降至17.6A,有效的降低了N相电流有效值,消除了因N线电流过大造成的线路老化,避免引起的电气安全隐患。

4、有功功率平衡装置在治理三相不平衡的同时,用剩余容量进行无功的补偿,功率因数有了显著提高,通川区功率因数提升至0.98。