输配电电能质量解决方案

CHITEK 为电力与配电网络提供无功支撑与谐波治理:SVG 用于电压与功率因数,AHF 用于工业或牵引负荷注入谐波处。分布式发电、长馈线与 EV 集群各自以不同方式考验网络,因此容量由公共连接点测量确定。

输配电网络承载着下游所有影响的叠加:工业谐波、牵引不平衡、分布式发电与长线路无功损耗。CHITEK 的通常做法是在母线上装设 SVG 做电压与无功支撑,并在谐波最严重的馈线上装设 AHF。

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配电网络:选 AHF 还是 SVG?

在电力与配电网络上,两种装置解决不同的网络约束,通常在规划阶段就一起确定。

对比维度 AHF(有源谐波滤波器) SVG(静止无功发生器)
作用 注入补偿电流,抵消非线性负荷产生的谐波电流。 持续发出或吸收无功功率,保持功率因数并支撑电压。
主要目标 公共连接点的电流畸变率(THDi)与谐波频谱。 整个负载周期内的功率因数、电压波动与无功需求。
典型触发 变频器群、整流器、焊接机组、感应炉、LED 驱动、UPS 整流器。 低或摆动功率因数、电压暂降与升高、弱电网或长馈线、EV 负荷阶跃。
轻载表现 补偿随实测谐波电流缩放,负载下降时输出随之下降。 即使有功负载接近零,也按需输出以达到目标功率因数。
在本行业应用 在工业或牵引负荷向网络注入畸变的馈线上做谐波校正。 在长馈线、DG 接入点与 EV 充电集群处做无功支撑与电压控制。

网络研究设定目标;设备容量由研究得出,而非模板。

典型电能质量问题

输配电

变电站 / 配电网 / 农网升级

非线性负荷

工业与牵引负荷谐波注入

>10%

THD

  • 变压器过热 — 附加谐波损耗,绝缘老化,被迫降额至 30% 容量
  • 保护误动作 — 继电器误跳闸,断路器误动作,电网可靠性下降

分布式发电

DG 并网引发电网扰动

±10%

电压波动

  • 反向潮流 — DG 倒送功率引起电压升高,分接头频繁调节,保护配合失灵
  • 孤岛风险 — 非计划孤岛形成,非同步重合闸,设备损坏

线路无功

长距离传输无功损耗

< 0.9

末端电压(pu)

  • 线损激增 — I²R 损耗指数增长,农网馈线末端电压崩溃,切负荷
  • 电压崩溃风险 — 无功缺额级联,大面积停电隐患,N-1 事故失效

城市配电网

市中心 / 开发区 / 老旧居民区

充电桩

快充集群冲击浪涌

120kW+

负荷阶跃

  • 电网电压暂降 — 并发充电高峰导致 15%+ 电压跌落,配电变压器过载跳闸
  • 谐波注入 — EV 整流器 6 脉波谐波,PCC 点 THD 超过 8%,电网污染

商业负荷

单相负荷三相不平衡

>8%

不平衡度

  • 中性线过载 — 零序电流累积,N线烧毁,老旧居民区火灾隐患
  • 电机降额 — 三相电机负序发热,使用寿命缩短,非计划停机

电缆网络

地下电缆容性无功

超前

PF > 0.95

  • 过补偿 — 电缆电容导致轻载时 PF 超前,电压升高,绝缘应力
  • 谐振风险 — 电缆电容 + 变压器电感并联谐振,谐波放大

微电网与冷热电联供

园区 / 海岛 / 偏远地区

多源并网

光伏 + 风电 + 储能谐波叠加

>12%

THD

  • PCC 点超标 — 多逆变器谐波叠加,IEEE 519 PCC 限值超标,电网运营商罚款
  • 谐振不稳定 — LCL 滤波器交互,宽频振荡,逆变器级联脱网

储能充放

充放电无功波动

PF 摆动

0.7~1.0

  • 罚款 — 双向 PF 摆动触发电力公司无功电费,月度费用激增
  • 循环寿命损失 — 附加无功电流加热电池 PCS,IGBT 加速老化,质保失效风险

并离网切换

并/离网切换电压暂降

>20%

暂降深度

  • 负荷脱扣 — STS 切换 > 4ms 导致接触器脱落,关键负荷 UPS 转电池
  • 柴发启动失败 — 发电机启动过程中暂降,AVR 励磁崩溃,黑启动失败

电网案例研究

以下每个案例都按相同方式撰写:现场原本是什么、在选型之前勘测测到了什么、安装了什么、以及验收测试之后显示了什么。标有 典型配置 的项目为示意性内容——这些项目的容量始终从现场勘测出发,而非从表中直接取定。

典型配置 — 输配电无功支撑

典型配置 · 电网

典型配置 — 输配电无功支撑

示意配置 — 容量由现场电能质量勘测确定

背景

一种用于变电站或农网馈线升级的示意配置:SVG 安装在 35 kV / 10 kV 母线用于无功与电压支撑,AHF 仅安装在谐波最严重的馈线上。

安装的设备

  • SVG
    SVG × 2 台 静止无功发生器 母线无功电压支撑
  • AHF-200A
    AHF-200A × 3 台 有源谐波滤波器 关键馈线谐波滤波

项目概述

对于同时带工业与牵引负荷的变电站,通常做法是母线上的 SVG 负责无功电压支撑,关键馈线上的 AHF 负责谐波。容量由勘测确定,而非模板——下方数量仅为起点。

为什么这里没有改造前后数据

示意配置——并非具体已交付项目。本行业参考项目可应要求提供。

关键结果

  • 依据实测谐波频谱与无功剖面选型
  • 按 GB/T 14549 在公共连接点达标
  • 输配电行业参考项目可应要求提供

常见问题

SVG 与 AHF 在变电站里放在哪里?

SVG 在母线上做无功电压支撑,AHF 在谐波负载最高的特定馈线上。对整个变电站做谐波治理很少经济。

农村馈线末端电压崩溃由什么引起?

长线路上的无功损耗。随电流上升,电阻与电抗压降都增大,末端电压跌出可用区间。在负荷端附近做无功支撑,通常比抬高源端电压更有效。

分布式发电会改变电能质量格局吗?

会。反向潮流在连接点抬高电压,逆变器增加开关谐波。DG 容量增长时,保护配合与分接头行为都需重新校验。

地下电缆网络会过补偿吗?

会。电缆电容在轻载时产生无功,可能使实测功率因数超前,抬高电压并给绝缘加压。它还会与变压器电感形成并联谐振风险。

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