随着现代城市的快速发展,大规模的商业综合体已经成为“一站式”休闲购物中心的主流。数量庞大、种类多样的用电设备使得商业综合体对电能质量提出了更高的要求,与之情况类似的,还有不断引入各种新型、复杂的先进医疗设备的大型现代化综合医院。
因此,人们对于电能质量的优化方案也日渐重视。然而通过大量的实地走访与调研,我们发现,随着商业综合体和医院行业的负载越来越复杂,目前许多此类工况的低压0.4kV系统的电能质量优化方案太过简单,无功补偿方案选型并不合理,已然难以适应当下的补偿需求。
补偿设备成摆设?
方案选型不当造成的普遍问题:
- 补偿设备无法投入
- 系统含有容性无功
- N线电流较大
- 系统含有谐波(突出)
......
原因分析
1.补偿容量仍然基于传统设计,即按照变压器容量的30%、25%、20%等;
2.补偿柜采用传统补偿组件(LC、串联7%电抗率);
3.补偿方案未考虑负载类型及单负载实际状况
选型不当造成补偿设备一直处于“不作为”状态,形同虚设,不但浪费了资金,系统问题也未得到改善与解决。
负载开启补偿设备无法投入
纵观以上,我们认为业主、设计院设计者,在关注电能质量产品品牌、品质、服务的同时,更应该关注电能质量整体解决方案,使补偿设备能够发挥最大的作用。
电能质量方案到底如何pick?
在了解项目背景后,应更多考虑负荷类型、设计构架、负载搭配及详细参数等,这些因素将直接决定最佳电能质量方案的选择。
主要负载
商业综合体和医院行业常见的负载主要包括空调、电梯/扶梯、照明、风机、水泵、消防泵、显示屏、计算机等。
- 空调:中央空调、冷水主机等,启动方式包括直接起动、软起动、变频起动;
- 电梯/扶梯:有变频、无变频;
- 照明:荧光照明、LED照明、白炽灯等;
- 风机:直流风机、变频风机、普通风机等;
- 水泵:有变频、无变频;
- 其它:略
实测负载谐波电流频谱图:
选型分析
同一负载有多种参数配置,如果按照固定单一方式考虑补偿设计选型,显然不妥。我们需要对各种参数配置做精细化的了解,补偿容量应针对不同的负载参数配置做相应调整,有些需求大,如:直起空调、软起空调、无变频电梯、普通水泵等;有些需求小,如:12脉变频空调、电梯等;有些无需求,如LED照明、高频空调、电梯等,对容性无功不感兴趣,有些场合会需要一些感性无功。
此外,不同负载搭配,可以很好地形成互补,比如LED照明、高频驱动的负载可以很好地与消防水泵、普通负载等混搭设计,从而减少补偿容量,降低造价成本。
针对3次谐波较大的系统,串联7%电抗器会对3次谐波电流有明显的放大作用,需防止谐波放大。条件允许时建议有效消除3次谐波,减少N线电流值。
N线电流频谱图
电能质量方案建议
变压器低压0.4kV侧电能质量方案选型配置表如下:
负载类型 |
电能质量方案 |
无功补偿容量kVAR |
有源滤波容量A |
无变频+无LED |
LC补偿 |
负载容量25%-30% |
— |
6脉变频+ LED |
LC补偿/ SVG+APF |
负载容量20%-25% |
负载电流20%-30% |
12脉变频+ LED |
SVG+APF |
负载容量10%-15% |
负载电流15% |
高频+LED |
SVG+APF |
负载容量5%-10% |
负载电流10% |
注:该表仅供参考,具体方案还需结合现场具体情况
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