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高耗能负荷及谐波对电网安全的影响分析

关键词: 谐波 智能电网

  近年来,高耗能用户大量涌入内蒙古西部电网,到目前为止,在乌海、乌盟、伊盟等地区高耗能用户负荷约占本地区供电负荷的70%—90%,并且有不断增长的趋势。高耗能用户以生产硅铁、电石、硅钙的电弧炉为主,其单台电弧炉的容量在不断增大;其次为生产聚氯乙烯等整流型负荷。高耗能负荷的快速增长对内蒙古西部电网的安全稳定运行造成一定的影响:

  1、无功功率大量从电源侧送出,造成无功功率的不合理流动,增加了线损。

  2、电网电能质量下降。

  3、电网电压偏低对系统的安全构成威胁。

  4、电源侧发电机因发送无功功率过大,在系统电压偏低时,限制了有功功率的发送。

  大量的无功功率需求和本身电网无功功率电源的缺少,造成内蒙古西部电网局部地区电压等级明显偏低,使无功电压问题更加突出。如何解决高耗能负荷的快速增长与无功电压问题已成为内蒙古西部电网急需解决的问题,其中对高耗能负荷特性的研究工作尤为重要,其结果是管理部门制定相关法规的基础和依据,该项研究对电网的经济稳定运行有着深远的经济与社会效益。

  高耗能用户通常按炉变容量20%~30%过负荷生产,因此通常每台炉在没有无功补偿的情况下平均功率因数在0.75~0.90;高耗能用户在生产过程中会造成三相不平衡,产生负序分量;高耗能用户在生产过程中产生电压波动和闪变,生产工艺如果控制不当会造成电压波动和闪变较大;内蒙古西部电网高耗能用户大都是精炼炉,因此高耗能用户在生产过程中产生谐波,是谐波源。高耗能负荷主要分为两大类:整流型、电弧炉型。

  整流型负荷谐波含量较大,电压总谐波畸变率均超过国家标准限值;电容器投入对谐波起到放大作用。如乌海黄河化工厂是乌海地区最大的谐波源,产生的谐波量较大,并注入乌海南郊35kV变电站,造成该站各项谐波指标超标,影响较大;对伊和220kV变电站也有一定影响,对电网构成威胁。

  建议采取的措施:高耗能负荷大量涌入蒙西电网,并且用户的容量和数量不断增加,使无功功率需求过大,无功功率电源缺少。根据蒙西电网的实际情况,按照《电力系统电压和无功电力管理条例》、《电力系统电压质量和无功电力管理规定》等有关国家规定,建议如下:

  1、对高耗能用户加强考核力度,制定用户无功管理条例,将高耗能用户的平均功率因数提高到0.95以上,对新投产的高耗能用户采取限制措施,必须加装无功补偿设备,保证平均功率因数达到0.95,可考虑加装动态无功补偿装置,既补偿无功又提高电能质量。

  2、促进高耗能用户的生产管理,在提高力率的同时应提高生产工艺,有条件的可投运生产自动控制系统,减小电弧炉生产过程中的电压波动和闪变,

  3、在加快蒙西电网建设的同时,通过全网的无功优化计算配置,供电网的无功补偿设备按无功补偿原则尽量做到分区、分层、分变电所进行,达到就地补偿,减小无功潮流的目的,以减少线损和电压偏低的问题,改善电能质量。

  4、对整流型负荷应进行谐波治理,对新投入的整流型负荷必须有谐波治理措施。

  5、严禁国家禁止使用的电炉进入内蒙古西部电网。

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