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三相不平衡的風電機電能技術

2019-01-09 13:34:36
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    三相电压不平衡度是衡量电网电能质量的一个重要指标,随着人们对电能质量要求的提高 电压不平衡问题正受到越来越多的关注。不平衡的电网电压会影响接入设备的正常工作。而像片区的风力发电机场,电网电压不平衡情况下,会造成运行中的电机系统过流,不对称运行等,严重情况下要求停机,而非计划的停机不仅可能带来设备的损坏,还会产生大量的抢修、检修费用,影响生产和加工进度,造成巨大损失。并且会增加配电变压器的电能损耗。配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。

   

    假如配變在三相負載不平衡時運行,其各相輸出電流就不相等,其配變內部三相壓降就不相等,這必將導致配變輸出電壓三相不平衡。同時,配變在三相負載不平衡時運行,三相輸出電流不一樣,而中性線就會有電流通過。因而使中性線産生阻抗壓降,從而導致中性點漂移,致使各相相電壓發生變化。負載重的一相電壓降低,而負載輕的一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電,即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設備燒壞,而電壓低的一相接帶的用戶用電設備則可能無法使用。所以三相負載不平衡運行時,將嚴重危及用電設備的安全運行。


    所以对风电机组三相电源的电压不平衡度必须有一定限制。不对称电压将造成三相电流不对称,其电流不平衡率为电压不平衡率的7~10倍。 据统计,3.5%的不平衡电压使异步发电机的损耗增加约20%。因此,根据标准规定,异步发电机电源电压的负序分量不应超过正序分量的1%;异步发电机任意一相的电流与三相电流平均值之差不应超过平均值的10%。

三相不平衡治理装置

    風機三相電流不平衡的主要原因就是並網節點三相電壓不平衡引起的。解決風機三相電流不平衡的思路只能從風電場內部入手,這樣就存在兩種解決方式:一是站內35kV集中電壓補償;二是在箱變低壓側690V分布式補償。無論是35kV集中電壓補償還是箱變低壓側補償,目前有兩種比較經濟的方案可以選擇:SVC和SVG無功補償方案。

(1)SVC補償方案是依賴于電網的等效阻抗進行補償,適應性低。

(2)2.SVG方案是將三相逆變器結構通過LC濾波電路與電網連接,首先檢測低壓側電網電壓,把電機端不平衡電壓分解爲正序和負序分量,然後通過SVG把電機端的負序電壓控制爲0,即通過SVG補償的無功電流在站內箱變變壓器漏抗上的壓降不一樣把箱變低壓側電機端的電壓補償平衡。


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