旗能电铝设计方案.doc

重庆能源集团 旗能电铝有限责任公司项目 220kV整流所无功补偿 及谐波治理装置技术方案 北京思能达节能电气股份有限公司 2011年9月 目 录 1、 方案概述 3 1.1 本技术方案的特点 3 1.2 针对电解铝第三绕组滤波补偿的安全措施 3 1.3现有电解铝厂补偿滤波存在的问题及其解决办法 4 2、技术要求 6 2.1 工程设计要求 6 2.2谐波治理效果的评估依据 7 2.3滤波补偿装置设计原则 7 3、滤波补偿装置设计 8 3.1执行标准 8 3.2单套无功补偿容的确定 10 3.3谐波分析 10 3.4滤波补偿装置的配置 12 3.5单套滤波补偿装置容量分配 12 3.6单套滤波装置安全性能校验 13 4、滤波补偿装置保护的配置 14 5、供货范围表 15 6、一次系统原理图 16 7、主要元器件的技术指标 17 7.1调压器 17 7.2滤波电抗器 20 7.3滤波电容器 22 7.4避雷器主要技术要求 24 7.5不平衡保护用电流互感器 25 7.6开关柜主要技术要求 25 8、试验 25 9、质量保证： 27 10包装和运输 27 前言 本方案书是北京思能达节能电气股份有限公司为重庆能源集团旗能电铝有限公司无功补偿及谐波治理装置提出的技术方案，是根据招标要求由北京思能达节能电气股份有限公司负责设计的。 本方案如果有未表达清楚的地方或需要了解的其它技术问题，欢迎来电来函垂询，同时竭诚欢迎莅临本单位参观指导。 联系电话： 010813 传 真：010801 地 址：北京市海淀区上地三街9号嘉华大厦A座901 邮 编：100085 方案概述 1.1 本技术方案的特点 重庆能源集团旗能电铝有限公司无功补偿及谐波治理装置方案是我公司在参考了同等规模同类负荷项目的基础上进一步优化得出，主要有以下几个特点： 1、无功补偿量的确定参考了其它项目的经验，确保不欠补也不过补。本方案设计每机组总安装容量22000kvar，基波补偿容量16200kvar。 2、滤波装置设5次、7次以及11次支路，其中5、7次单调谐支路以补偿为主，同时防止11次以下非特征谐波放大，11次（高通）作为主滤波通道，以滤除12脉特征谐波。在滤波装置前端加装一台采用V型开关的升压型调压器，使各滤波支路可以在各种工况下正常运行，无滤波支路投切现象，可以保证谐波的滤除效果、各个谐振点不发生漂移，并且无涌流和投切过电压等。 3、滤波装置采用双星型中性点不平衡电流保护，该保护方式可以很灵敏地检测出电容器内部故障。 1.2 针对电解铝第三绕组滤波补偿的安全措施 国内电解铝行业整流变第三绕组发生事故的现象比较多，其主要原因有两种： 第一种是第三绕组电压在10～35kV之间，而10～35kV系统为中性点绝缘系统，由于第三绕组出口至电容器装置开关柜之间没有断路器保护，当绝缘薄弱环节（如电缆头）由于过电压作用产生相对地短路时，单相接地为小电流弧光接地，弧光的进一步发展造成两相间短路，由于第三绕组的容量相对于整流变的容量小得多，第三绕组的短路电流不足以使整流变主开关跳闸，最终导致第三绕组烧毁。 第二种是电容器装置没有设计谐波保护。当整流装置工作异常产生很大非特征谐波时，电容器装置的过流保护不会跳闸。因为即使谐波电流与基波电流一样大，总电流为两电流平方和再开方，达不到过流保护的整定值，而此时谐波电流在第三绕组的发热足以烧毁变压器。 针对以上两类情况，本方案采取以下措施来保证第三绕组的安全性。 （1）、从第三绕组出口到电容器开关柜采用架空母线，并使用大爬距的支柱绝缘子支撑，防止这段发生相对地短路。（此条为建议，供方参考实施） （2）、为电容器装置设谐波保护，当检测谐波电流超过设计整定值时跳开电容器。 （3）、安装PT柜，设相对地接地保护，发生相对地接地故障时先跳开电容器装置，如果故障未消除再跳开主变开关。 1.3现有电解铝厂补偿滤波存在的问题及其解决办法 1.3.1现有补偿滤波存在的问题 （1）不同的供电电源，系统的短路容量不同。 （2）两个电源有并联供电的可能，系统的短路容量也改变。 （3）补偿滤波装置安装于第三绕组上，由于第三绕组的串联阻抗，当切除一组滤波支路时会影响其他滤波器支路的调谐点。 （4）滤波支路投切过程中产生的涌流和操作过电压会对供电系统造成冲击，使其保护等误动作造成停电或电气设备的损坏，严重影响其它设备的安全运行、影响电网的稳定 无过电压、过电流问题 档位转换过程中无过电压、过电流问题（详细见下图：电容器组档位转换过程中的电流电压波形），