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中誉电气是专业从事高低压无功补偿装置、滤波技术及自
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官方公共微信第三批节能减排示范项目推广材料之八――关于无功动态补偿和滤波装置在船厂的应用
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项目实施单位 广东中远船务工程有限公司
&&& 专家点评&&& 广东中远船务工程有限公司是中国远洋运输（集团）总公司（COSCO GROUP）在华南地区的大型修造船企业，也是中远集团旗下中远船务集团（COSCO SHIPRAD GROUP）修造船基地之一。
&&& 广东中远船务有黄埔、东莞两个厂区，拥有15万吨级和8万吨级浮船坞各1座，6座深水码头，下水滑道3座，岸线总长1000余米，厂区面积近60万平方米。公司年耗电约6500万kWh，属于交通运输行业重点用能单位。
&&& 为做好节能减排工作，提高企业电能利用效率，广东中远船务在对黄埔、东莞两个厂区电网进行全面、系统测试基础上，找出企业电网中存在的问题，科学运用动态无功补偿及谐波治理技术进行整治，提高了电网质量和电能利用效率，改善了企业用电设备运行环境，降低了用电设备的故障率，以较少的投入换取较大的收益，节能降耗效果十分明显，是国内船厂提高电网功率因数、治理谐波的成功范例。
&&& 该技术的推广和应用有助于构建绿色电网、绿色船厂，适用于拥有电焊机、空气压缩机、起重机、变频器等用电设备的修造船企业，经济效益和社会效益十分明显，具有在同类企业推广价值，同时对于国内拥有自有电网的其他企业也有一定的参考价值。
“关于无功动态补偿和滤波装置在船厂的应用”推广材料
――交通运输部节能减排专家工作组
&&& 一、概况
&&&广东中远船务工程有限公司（以下简称该公司）是中国远洋运输（集团）总公司（COSCO GROUP）在华南地区的大型修造船企业。该公司于1971年成立，2000年10月实行转制重组并随之成为中远船务集团（COSCO SHIPRAD GROUP）修造船基地之一。
&&&该公司拥有15万吨级和8万吨级浮船坞各1座，6座深水码头，下水滑道3座，岸线总长1000余米，厂区面积60万平方米；拥有经验丰富、技术精湛的高级专业技术人员和工程管理人员800多名。该公司在广州市黄埔区和东莞市麻涌镇分别建立了修船和造船基地（见图1、图2），黄埔厂区（修船基地）毗邻黄埔港，地扼珠江菠萝庙水道；造船基地位于东莞市麻涌镇，毗邻虎门港，修、造基地二者相辅相成，辐射珠三角地区。&&&该公司以船舶修理为发展起点，不断开发应用先进工艺技术，先后完成了大型海损船修理、单壳改双壳油轮、油轮改半潜船、油轮改散货船等大型工程，快速实现了从常规修船向大型改装船等高端产品的升级，并于2002年起连续6年在中国修船业排行前十名，成为华南地区修船领军企业。该公司遵循“修造并举，稳步推进，在‘特’字上下功夫”的产业发展方针，以“激情、实干、创新”的精神全面推进企业发展，被誉为华南船舶业的“修船龙头”和造船新秀企业。
&图1&& 黄埔厂区
&图2&& 东莞厂区
&&&目前，该公司配电系统采用市电10kV高压，两个厂区共有变配电室9个，变压器设备20台，总装机容量为31300kVA，年耗电量约6500万kWh。公司主要的用电负荷设备为空压机、变频器、电焊机、起重机和照明灯等，其运行过程中会产生大量的无功功率和谐波，且负荷突增突减，冲击性变化，配电系统改造前采用了静态无功补偿状态，其功率因数达不到当地电力公司考核要求。&
&&& 二、基本原理&&& （一）需求分析&&& 该公司改造前配电系统采用了接触器投切电容的静态无功补偿装置，功率因数达不到要求，存在的主要问题有：&&& 1、该公司在南方地区，夏季时间比较长，由于当今电力供应紧张，一般每年六、七、八、九月四个月份会实行市电错峰或限量用电，为了保障生产运行，经常不得不租用柴油发电机发电，如何提高现有设备的供电能力，减少生产用电成本就成为企业发展的一大任务。&&& 2、该公司由修船向造船方向发展，新增设备种类多，用电负荷性质也发生了变化，部分低压配电线路5、7次谐波电流含量较大，不仅占用了配电变压器和低压线路的容量，使配电系统的供电能力下降，而且导致静态无功补偿装置的电容器和接触器损坏率较高，使配电系统运行和维护成本增加。&&& 3、由于电焊机和起重机工作工程中负荷变化快，具有较强的冲击性，以往采用的静态无功补偿装置不能适应这类设备的补偿要求，大量的冲击性无功不能得到及时快速的补偿，从而引起配电系统电压的波动。2008年曾对部分变压器进行的电能质量测试，发现有电压暂降现象。&&& 4、尽管原配电系统安装了大量的静态无功补偿装置，但仍时常出现功率因数不达标而导致供电部门的无功罚款现象，因此，解决现有无功补偿装置存在的各种技术问题是十分必要的。
&&& （二）功能目标&&& 随着电力电子技术的发展，大功率晶闸管技术非常成熟，采用晶闸管控制电容投切的无功补偿装置与传统的接触器投切电容器相比具有明显优势，符合配电系统无功补偿的技术要求，经过研究和技术分析，提出优化配电系统电能质量的功能目标如下：&&& 1、采用动态无功补偿取代静态无功补偿&&& 为了提高功率因数，确保用电的可靠性和安全性，在低压母线上安装全自动、智能化的动态无功功率集中补偿装置，响应时间在20ms内完成投切电容器，特别适用于电焊机、起重机、空压机等冲击性负荷的无功功率快速补偿，对于三相不平衡负荷也采用分相补偿，提高配电功率因数和变压器负载能力，降低了变压器及线路损耗。&&& 2、着力解决低压线路的谐波电流问题&&& 由于变频器、电焊机等非线性用电设备的大量使用，配电系统低压线路上存在着较大5、7次等谐波电流分量，如果不采取谐波抑制措施，这些谐波电流将在补偿电容器上产生严重的谐波放大现象，导致补偿电容器过流，损坏电容器或投切开关。为此，通常采用在电容补偿回路中采用有效的滤波支路代替以往单纯的电容补偿支路，提高供电质量。&&& 3、兼顾解决配电系统的三相不平衡问题&&& 由于配电系统存在单相负荷，配电系统存在一定的三相不平衡问题，负序电流分量会额外增加系统的损耗，造成配电系统中性线过电流，而且还会影响电动机的正常运行，有必要采取措施解决。&&& 当上述问题得以解决后，无功补偿支路将不会出现谐波放大现象，投切开关和电容器的工作电流将会在设计范围内，因而可以有效解决以往电容器和接触器时常损坏的问题。
&&& （三）工作思路&&& 为了很好地解决配电系统的功率因数、谐波、以及三相不平衡问题，项目组经过深入分析和研究，提出综合解决上述问题的思路，即无功和谐波综合动态补偿技术，通过改造原来的静态无功补偿装置，采用新型动态无功补偿技术，并将动态无功补偿装置的补偿电容改成电感电容串联谐振的滤波器支路，在补偿无功的同时也起到滤波的作用，同时也在补偿装置的设计中增加分相补偿环节用来解决三相不平衡问题。采用这一思路，可以将功率因数问题、谐波问题和三相不平衡问题一并解决，最大限度地降低技术改造的资金投入，真
正做到投入少，收效大。实践证明，该思路不仅技术可行，而且收效显著。
&&& 三、实施方案&&& （一）工程概要
&&& 电焊机、空压机、起重机、变频器等主要用电负荷在运行过程中产生大量的无功功率，特别是电焊机与起重机等冲击性负荷，运行时产生冲击性无功功率；逆变器、岸电变频电源和照明灯在工作过程中产生大量的谐波电流，致使配电系统低压线路上存在着较大5、7次等谐波电流分量。针对配电系统电网功率因数低、谐波含量大和设备故障率高等现象，2008年初该公司开始立项研究谐波治理和无功补偿，在谐波测试与功率潮流分析的基础上，提出了经济合理的谐波滤波与无功补偿治理实施方案，选取了有效合理的技术在部分厂区进行试点，进而成功地在全公司进行推广。该公司已完成全部厂区的谐波治理无功补偿工作，工程总投资60余万元，实施改造治理工程后，配电系统电网谐波符合国家标准，供电线路平均功率因数在0.98左右，治理工程效果显著。
&&& （二）改造治理方案和解决的关键问题&&& 1、治理方案&&& 根据变压器的容量、负载情况、负载率，最终确定采用在0.4kV馈电母排处集中三相共补和分补相结合的补偿治理方案。&&& 三相共补主要用于补偿0.4kV配电系统不平稳负荷产生的三相冲击性、非平稳的无功功率，分补用于0.4kV配电系统三相负荷严重不平衡及单相负荷产生的无功功率。&&& 整套电容补偿装置主要由电容器、晶闸管投切开关、滤波电抗器和无功综合控制器组成。无功控制器实时跟踪测量主回路的电压、电流、无功功率和功率因数，计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较，自动选择达到最佳补偿效果的补偿容量，控制晶闸管投切开关，实现快速、无冲击地投入补偿支路。&&& 该项目原理图和电容柜实物图分别见图3和图4。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&图3&& 原理图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &图4&&& 电容柜实物图&
&&&&& 2、补偿和滤波装置元件的选用&&& （1）主开关选用刀开关，稳态电流容量为无功补偿电容器投入时总电流的1.5倍，支路熔断器的选择按照电容器额定电流的1.5倍。&&& （2）&电容器选用干式金属氧化膜自愈式电力电容器，采用△联结，内部有并联放电电阻，该产品性能可靠，寿命长，具防燃、防爆等特点。&&& （3）&电抗器要选用优质硅钢片，电感精度高，绝缘强度好，过电流能力强的电抗器。&&& （4）&晶闸管投切开关选用反并联晶闸管模块，并采用过零投切控制方式，在接受无功控制器发出投切命令时，能够控制晶闸管在零电压投入，零电流退出，使投切过程无冲击。&&& 3、解决的关键问题&&& 通过各配电站0.4kV馈电母排处集中采用三相共补和单相分补相结合补偿治理方案，提高了整个电网的功率因数，改造后平均功率因数在0.98左右。&&& 治理改造项目解决的关键问题是无功功率、谐波及三相不平衡进行综合补偿与治理，稳定电网电压，降低线损和变压器损耗，提高变压器负载能力。&&& （三）创新点&&& 本项目的创新点是将无功过滤、谐波及三相不平衡进行综合治理，最大限度降低技术改造成本。
&&& 四、主要措施&&& （一) 领导重视，全员节能&&& 针对本项目，该公司成立了以公司领导为组长的工作小组，制定周密的工作计划，配备了合适的技术、管理人员，落实了资金渠道，先点后面分批实施，保证了项目顺利完成。&&& 为做好节能减排工作，加强了节能减排管理体系建设，实行了节能减排目标责任制，形成了“责任层层落实，压力层层传递”的工作机制。此外，公司还加强了节能减排的宣传教育工作，增强企业节能减排的责任感和使命感，培养并形成员工的节能减排意识。通过项目的实施，使每一位员工都感觉到建设资源节约型、环境友好型企业是个人与公司的共同责任。&&& （二) 重视前期，找准方向&&& 实施该项目，前期工作至关重要。该公司委托相关专业机构对厂区电网质量进行了系统检测，发现了配电系统含有较大的谐波，找到了以前普遍使用的静态无功补偿装置经常烧坏电容器和接触器的原因，也为实施该项目找准了方向。&&& （三) 依靠科技，实现目标&&& 依靠科技，使预定的功能目标实现成为可能。该项目采取了TSC投切电容器无功补偿技术，成功实现了无功功率、谐波和三相不平衡的综合补偿，稳定电网电压，降低线损和变压器损耗，提高变压器负载能力的预期目标。
&&& 五、项目成效&&& 在低压母线上安装动态无功补偿和滤波装置，全厂配电系统的功率因数得到了较大地提高，并由此带来了一系列的节能减排效果。&&& （一）经济效益&&& 1、提高了配电系统的供电能力，降低了线路和变压器上的电流，达到提高变压器和电力线路的容量利用率及减少电压降的效果。&&& 2、改造后系统平均功率因数提高，可以有效降低电网的线损和变压器损耗，可节约有功功率。&&& 经测算，一台主变改造后每年可节约电能消耗费用1.5万元，全部改造预计可节约电能消耗费用30多万元。&&& 3、提高了系统的功率因数，得到了供电公司电费调整奖励，减少电费开支。该公司年消耗有功电量6500万kWh左右，功率因数提高后每年可获得供电公司奖励42.9万元左右。&&& 4、提高设备运行可靠性，延长设备使用寿命。&&& 无功补偿兼滤波装置投入后，负荷无功电流、谐波电流减少，设备的发热、损耗降低，振动减少。&&& 系统内各元件损坏率降低、设备绝缘老化减缓，故障率下降，延长设备寿命，因而提高了公司整体用电的安全性和可靠性。&&& 经过上述经济效益分析，预计一年内收回项目投资成本。&&& （二）社会效益&&& 通过该项目的推广与应用，减少了电能能源消耗，同时也给社会带来了减排效果。该公司通过实施该项目，每年可节约40万kWh电左右，减少二氧化碳排放量近400吨（按0.96kg/千瓦时换算）。如果在中远船务集团系统内推广，以2009年用电量3.6亿kWh计算，年节约220万kWh电左右，减少二氧化碳排放量2100吨。如果在整个修造船行业推广，那么其减排效益就更加可观。&&& 因此，通过实施该项目，可以缓解修造船企业对大气环境的影响，改善厂区环境，对节能减排工作有一定的贡献。&&&& 推广建议：&&& 针对修、造船企业的电焊机、空气压缩机、起重机、变频器等用电设备，用电负荷具有突变性，且谐波含量较大，采用无功动态补偿和滤波装置，给企业带来了一定的经济效益和社会效益，值得同类企业借鉴，同时对于国内拥有自有电网的其他企业也有一定的参考价值。
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供应信息 - 低压自动滤波补偿装置
产品名称：
低压自动滤波补偿装置
产品类别：
型& & 号：
DAL-0.4-270
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有 效 期：
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产品名称：低压自动滤波补偿装置产品链接：手机版链接：中频炉谐波治理装置
& & 中频炉等设备工作时产生大量的谐波电流，如不治理的话将严重影响电网及电网中的敏感负载安全运行，传统的无功补偿装置(电容柜)由于不能抵抗并消除谐波的干扰，根本无法正常投入运行，电能浪费严重。即使电容柜能够投入运行也会在短时间内出现烧保险、爆电容等情况，十分危险。
& & 本公司的中频炉谐波治理装置能够有效解决上述问题，既能治理谐波又能补偿无功，可彻底解决谐波污染及提高功率因素，经济效益明显，一般可在3个月左右收回投资成本。
产品主要特点：　
1、针对用户系统专门设计制造，消除特性谐波如：5次、7次、11次、13次等，滤波效果明显。
2、既能治理谐波又能补偿无功，
3、滤波装置投入后用电质量可明显改善，可改善冲击负载引起的电流冲击，减少电压波动和抑制电压闪变，提高电压稳定性，改善电压质量。功率因数可提高到0.96以上，使用户线损降低可提高配电变压器的承载效率，经济效益明显。
4、采用高性能真空开关投切各滤波支路，完善的控制系统，保护功能齐全，具有短路保护、过压保护、过流保护等，运行可靠，操作简单。
轧机滤波补偿装置(谐波治理/无功补偿装置)
&
直流轧机、整流变频设备等负载工作时产生大量的谐波电流，如不治理的话将严重影响电网及电网中的敏感负载安全运行，再则如直流轧机等调速负载的功率因素还很低，传统的无功补偿装置(电容柜)由于不能抵抗并消除谐波的干扰，根本无法正常投入运行，电能浪费严重。即使电容柜能够投入运行也会在短时间内出现烧保险、爆电容等情况，十分危险。
本公司的谐波治理装置能够有效解决上述问题，既能治理谐波又能补偿无功，可彻底解决谐波污染及提高功率因素，经济效益明显，一般可在3个月左右收回投资成本。
轧机无功滤波补偿装置
适用于0.4～1KV电压系统中，因谐波超标引起无功补偿柜无法正常投入或投入后损坏电容器、保险管等器件的场合如直流轧机系统。本装置采取在电容支路中串联固定电抗率的电抗器（如5.5%、6%、13%）的方法避免电容损坏，使无功柜投运正常。本装置采用模块化结构，智能化控制，既能治理谐波又能补偿无功，补偿基波无功为主，谐波治理为次，补偿后的功率因数≥0.96，并有抑制谐波作用，节能效果显著。一般三个月即可收回成本。
轧机动态滤波补偿装置
& & 适用于轧钢机、电弧炉、大功率电解、晶闸管直流调速及整流设备等，具有响应快，实时综合补偿谐波、无功、三相不平衡、电压波动治理等功能。可以补偿系统的无功功率、提高功率因数、调整电网电压、降低线损、改善供电及提高供配电设备的利用率，稳定电网电压波动，使电压波动范围达到国家标准。
主要特点：　
1、针对用户系统专门设计制造，消除特性谐波如：5次、7次、11次、13次等，滤波效果明显。
2、既能治理谐波又能补偿无功，
3、滤波装置投入后用电质量可明显改善，可改善冲击负载引起的电流冲击，减少电压波动和抑制电压闪变，提高电压稳定性，改善电压质量。功率因数可提高到0.96以上，使用户线损降低可提高配电变压器的承载效率，经济效益明显。
4、采用高性能真空开关投切各滤波支路，完善的控制系统，保护功能齐全，具有短路保护、过压保护、过流保护等，运行可靠，操作简单。
上海波天无功补偿成套设备有限公司是在上海电抗器厂改制后组建的股份制企业，公司拥有紧密型企业电力电器厂、上海电抗器厂等企业。公司位与上海浦东世博家园中心,
上海波天无功补偿成套设备有限公司是全国电力行业品牌配套信誉企业，中国电工技术学会电力电抗器会员单位，用户遍及全国各省市，产品用于电力、冶金、铁道、煤矿、化工、机械、水泥等行业。公司技术力量雄厚，主导产品达到国家先进水平，公司设有产品型式试验室、原材料理化试验室。配备了一批精密测试仪器和设备。实现了主导产品按国际IEC标准生产与检验，产品深受新老用户的信任。
主要产品：高压无功补偿成套装置；低压无功补偿成套装置；高压无功综合自动调节成套装置；电气化铁道用滤波补偿装置；中频感应炉用电力滤波装置；自愈式低压并联电容器；油浸和空心串联电抗器；并联电抗器；等产品。
公司信守“质量第一、用户至上”的宗旨，不断追求技术创新，不断拓展企业规模，热诚欢迎电力行业朋友与我们真诚合作，互惠互利共谋发展，共创美好未来。
该公司其他信息 &
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