益海集團電能質量推廣會

南京谷峰電力電子科技有限公司www.GF

一、南京谷峰概況以及產品目錄contents二、無功補償三、谷峰GF-SVG四、GF-SVG行業應用南京谷峰科技實業有限公司南京谷峰科技實業有限公司是一家專注于電力節能環保、新能源電源產品研發、生產制造、銷售服務的高新技術企業。主要產品涵蓋用戶能效管理、電網無功補償設備、有源/無源濾波器、靜止無功發生器及SVG++等，并提供項目咨詢、系統設計和技術支持等服務。公司已通過ISO9001、ISO14001及OHSGFS18001等國際認證，產品技術完全符合國際標準，是國家認可的“中國著名品牌”、“中國質量誠信企業”和“3GF品牌企業”。谷峰科技遍及全國的銷售和服務網絡為客戶提供著便捷的技術支持和商務支持，目前已輻射中國30多個大中型城市,擁有完善的銷售及維護網絡。谷峰產品電能質量GFPF電力有源濾波器SVG靜無功發生器SRC安全補償裝置。。。。◎無功與功率因數◎無功補償基礎◎谷峰安全補償產品SRC目錄contents一無功與功率因數◎1.1有功功率與無功功率◎1.2功率因數的定義◎1.3無功的危害1.1有功功率與無功功率有功功率：將電能轉換為其他形式能量(機械能、光 能、熱能)的電功率，稱為有功功率(P)。單位為瓦特(W)無功功率：為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率(Q)，單位為乏(VGFr)1.1有功功率與無功功率從電網的功率交換角度理解無功：電網中電力設備大多是根據電磁感應原理工作的，他們在能量轉換過程中建立交變的磁場，在一個周期內吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過純電感或純電容電路時并沒有能量消耗，僅在負荷與電源之間往復交換，在三相之間流動，由于這種交換功率不對外做功，因此稱為無功功率。1.1有功功率與無功功率感性無功：電流矢量滯后于電壓矢量90°如電動機、變壓器、晶閘管變流設備等1.1有功功率與無功功率容性無功：電流矢量超前于電壓矢量90° 如電容器、電纜輸配電線路等1.1有功功率與無功功率基波無功：與電源頻率相等的無功（50HZ）諧波無功：與電源頻率不相等的無功基波諧波1.2功率因數定義功率因數：在交流電路中，電壓與電流之間的相位差φ的余弦叫做功率因數，用符號cosφ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosφ=P/S1.2功率因數定義以上為諧波電流存在情況下的功率因數計算公式1.3無功的危害◎無功功率的增加，會導致電流增大和視在功率增加，從而使發電機、變壓器及其他電氣設備容量和導線容量增加。。同時，電力用戶的起動及控制設備、測量儀表的尺寸和規格也要加大。◎無功功率的增加，使總電流增大，因而使設備及線路的損耗增加，這是顯而易見的。◎使線路及變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無功功率負載，還會使電壓產生劇烈波動，使供電質量嚴重降低。◎功率因數過低，需要向供電部門繳納相應罰款。二無功補償基礎◎2.1無功補償的意義◎2.2無功補償的原理◎2.3無功補償的現狀2.1無功補償的意義◎提高供電系統及負載的功率因數，降低輸電線路及用電設備的容量和負荷，減少功率消耗。

把線路中電流分為有功電流IGF和無功電流Ir，則線路中的電壓損失:式中：P—有功功率，KWQ—無功功率，KvGFrU—額定電壓，KVR—線路總電阻，Ω Xl—線路感抗，Ω因此，提高功率因數后可減少線路上傳輸的無功功率Q，若保持有功功率不變，而R、Xl均為定值，無功功率Q越小，電壓損失越小，從而提高了電壓質量。2.1無功補償的意義◎提高變壓器的利用率，減少投資

功率因數由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：由此可見，補償后變壓器的利用率比補償前提高ΔS%，可以帶更多的負荷，減少了輸變電設備的投資。2.1無功補償的意義◎減少用戶電費支出（1）可避免因功率因數低于規定值而受罰。（2）可減少用戶內部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，電費可相應降低。2.1無功補償的意義◎提高電力網傳輸能力有功功率與視在功率的關系式為：P=Scosφ可見，在傳輸一定有功功率的條件下，功率因數越高，需要電網傳輸的功率越小。2.2無功補償的原理 將電容并入RL電路之后，電路如圖（GF）所示。該電路電流方程為

由圖（b）的向量圖可知，并聯電容后U與I的相位差變小了，即供電回路的功率因數提高了。此時供電電流的相位滯后于電壓，這種情況稱為欠補償。若電容C的容量過大，使得供電電流的相位超前于電壓，這種情況稱為過補償。其向量圖如（c）所示。2.2無功補償的原理通常不希望出現過補償的情況，因為這樣會：

（1）引起變壓器二次側電壓的升高

（2）容性無功功率在電力線路上傳輸同樣會增加電能損耗

（3）如果供電線路電壓因而升高，還會增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器使用壽命。2.3無功補償現狀目前在用的無功補償裝置仍以純電容器補償方式為主，由于設計和電能質量的原因，仍然存在諸多問題：◎在重諧波環境中，造成電網諧波進一步放大甚至有諧振危險。◎電容器長期在諧波嚴重的環境下運行，補償容量會迅速衰減，造成欠補甚至電容器爆裂的危險。◎系統無功變化較快，無功補償裝置跟不上無功變化，造成過補、欠補，增加了系統損耗。◎諧波電流過大、保護不足造成投切開關、電抗器燒壞。◎共補、分補、步長配置不合理，造成功率因數不能達到設定值。2.3無功補償現狀——電容導致并聯諧振并聯諧振HGFrmonicI5I7…CGFPGFCITORXCXTRTR負載當

XTR(n)=XC(n)

時

ZLC(n)的阻抗為無限大無限大的諧波電壓2.3無功補償現狀——電容導致串聯諧振HGFrmonicV5,V7,V11….CGFPGFCITORTRXTRXC當

XTR(n)=XC(n)

時

ZLC(n)的阻抗為0無限大的諧波電流電源串聯諧振2.3無功補償現狀——傳統無功補償不足之處

結論：1、系統無功變化較快，電抗串聯電容（SRC）無功補償裝置跟不上無功變化，造成系統過補或欠補，增加了系統損耗2、未串聯電抗器的電容器長期在諧波嚴重的環境下運行，補償容量會迅速衰減，造成欠補甚至電容器爆裂的危險。3、傳統的無功補償裝置在重諧波環境中，容易造成電網諧波進一步放大甚至有共振危險。4、無功補償裝置（SRC）共補、分補系統中，步長配置不合理，容易造成開關頻繁投切，致使功率因數不能達到設定值。

三谷峰產品GF-SVG◎3.1GF-SVG原理◎3.2GF-SVG型號說明◎3.3GF-SVG應用與選型◎3.3GF-SVG特點3.1GF-SVG原理基本工作原理是將SRC模塊和SVG模塊通過中央控制器的有效控制，實現吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現動態無級無功補償，以此達到提高功率因數、用電效率、節能以及改善電能質量的目標。3.1GF-SVG原理SVG-S是有源SVG模塊和無源SRC模塊的有機結合。它集中了SVG的快速響應、連續補償和SRC的經濟性等優勢，通過中央控制器統一調度分配，快速有效地完成無功補償，達到用戶指定的要求。SVG模塊是采用全控型電力電子器件組成的橋式變流器來進行動態無功補償的裝置。其基本原理是指將自換相橋式電路通過電抗器直接并聯在電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側電流，使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，從而實現動態無功補償的目的。SRC模塊主要是通過其LC支路的控制投切，實現無功電流的有效補償，同時還起到一定的諧波抑制作用。3.2GF-SVG型號說明——新模塊式SVGGF-SVG/S-GF50/200-0公司名稱代號系列產品代號SVG額定容量SRC安裝容量GFPF額定容量■在諧波較大的環境下可安全正常運行；■響應速度快，動態性能好，可將功率因數提高至任意指定值；■功耗低，節能效果顯著；■可自動跟蹤負荷變化，實現輸出無級的系統所需的無功電流；■液晶顯示各種電參數、報警事件、設備運行狀態、設備參數設置等；■采用模塊化設計，結構緊湊，安裝維護方便3.4GF-SVG特點3.4GF-SVG技術參數■額定電壓和額定頻率：GFC380(1±15%)V和50(1±5%)Hz；■并網方式：三相三線；三相四線；■在額定容量范圍內，補償后功率因數可達任意設定值；■響應時間：≤100us；■有功功率損耗：滿載時，設備功耗≤總容量的2%；■噪聲：針對人居環境特別設計的設備滿載運行噪聲≤55dB；■防護等級：IP20（其它防護等級可以定制）；■通訊接口：RS232/RS485/CGFN/以太網通訊功能可選；■智能管理：具有遠程監控功能，基于互聯網技術，可實現網絡化管理，方便用戶的監控及維護；■操作顯示：液晶監控面板；運行參數設置；■保護功能：電網過欠壓、電網缺相、裝置過流、直流母線過欠壓、過載自動限流保護、短路保護；■冷卻方式：風冷；■柜型：兼容多種柜型，可根據客戶需求定制。

3.4GF-SVG技術參數產品類型TSC型SVCSRCTSC+FC型SVCSVGSVG-S無功補償分級分級連續連續連續響應時間20~40ms20ms20~40ms5ms5ms運行范圍容性容性感性到容性感性到容性感性到容性諧波受系統諧波影響大，自身不產生諧波受系統諧波影響小，自身不產生諧波受系統諧波影響小，自身產生大量諧波受系統諧波影響小，可抑制諧波電流受系統諧波影響小，可抑制諧波電流損耗小小大小小分相調節能力有限有限可以可以可以噪聲較小小中等小小體積(同等容量)大大大小中等www.GF五、GF-SVG行業應用GF-SVG的應用某綜合性商業廣場，擁有超市、百貨、電器、餐飲、娛樂等多種主營業態，其低下變配電室擁有6臺變壓器，其中1#變主要負載為消控中心、生活泵、排煙風機、消防用電（暫未啟用）、1~8樓動力（風柜、卷簾門等），該變壓器承擔了商業廣場的主要動力負載。該變壓器基本信息如表2所示：表2某商業廣場1#變壓器基本信息變壓器編號1#變變壓器型號SGB10-2500/10額定容量（kVGF）2500計算功率（KW）950變比10kV/0.4kV短路阻抗6.02%GF-SVG的應用該變壓器下負載的自然功率因數為0.7左右，且變化率較高，如下圖FLUKE1760電能質量分析儀測量結果所示：GF-SVG的應用該商業廣場采用的無功補償設備為我公司GF-SVG-S100/600/0系列混合動態補償裝置，其中SRC模塊安裝容量為600kVGFr，SVG容量為100kVGFr。安裝位置為1#變壓器低壓測，示意如圖5所示：圖5某商業廣場GF-SVG-S安裝示意GF-SVG的應用圖5某商業廣場GF-SVG-S安裝示意GF-SVS-S投入后，功率因數改善至0.95左右，且變得平穩，避免了力率電費罰款，同時還可以獲得部分電費獎勵。此外，三相情況趨于平衡，減小了中線不平衡電流，避免中線電流過大導致中線過熱，消除了隱患，為企業帶來可觀的經濟價值。改善后的功率因數如圖6所示：www.GF38GF-SVG在劇院、展館、體育場館的應用劇院、展館、體育場館配電系統諧波的特點

在許多建筑物配電系統中，電梯、空調、節能燈都是常見的產生諧波的負載，而對于舉行大型活動的劇場/體育館來說，除了有一般建筑配電系統中的諧波源之外，還有一些“特有”的諧波源，比如：可控硅調光系統、大型LED設備等。可控硅調光系統是目前劇場舞臺上的主流調光器，實際上是一個單相的相位控制交流調壓系統，通過控制可控硅的導通角來達到控制電壓的目的。可控硅調光系統在運行過程中會產生大量的三次諧波。劇院、展館、體育場館配電系統諧波治理的價值諧波不但會造成配電系統的電力設備效率低下，而且還會造成燈光頻閃，對通信、有線電視等弱電回路產生雜音，甚至產生故障。四、GF-SVG系列靜止無功發生器材行業應用www.GF39GF-SVG在通信行業的應用通信行業配電系統諧波的特點

據調查，通信低壓配電系統主要的諧波源設備為UPS、開關電源、變頻空調等。不同廠家的設備產生諧波電流含量有較大的差異，但普遍都偏高，THDI(電流總諧波畸變率)甚至超過了50%；5次、7次、11次諧波嚴重，有時也含有較大份量的3次諧波。并且這些諧波源設備的位移功率因數極高。通信行業配電系統諧波治理的價值

非線性負載所產生的電力諧波會對通信系統產生干擾、降低通信質量、甚至引起通信設備故障。由于諧波的原因引起備用油機的電壓畸變嚴重，從而導致通訊中斷事故時有發生。通過諧波治理，可以提高用戶通信系統及配電系統的穩定性、延長用戶通信設備及電力設備的使用壽命、并且使用戶的配電系統更符合諧波環境的設計規范。四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF40GF-SVG在醫院的應用醫院配電系統諧波的特點及治理價值

醫院是直接涉及人的生命安全的場所，對供電的連續性和可靠性有著非常嚴格的要求。醫療場所中的0類場所自動恢復供電時間t≤15s；1類場所自動恢復供電時間0.5s≤t≤15s；2類場所自動恢復供電時間t≤0.5s。醫院配電系統的電壓總諧波畸變率THDu≤3%。

在人們的傳統印象中，醫院的配電系統的電能質量問題并不是很引人注目，那主要是因為以住醫院中的設備線性負載居多。然而，近年來許多醫院中新增加的醫療設備，比如：X光機、CT機、磁共振等等，都是諧波含量極高的負載，在運行過程中會對系統形成沖擊，已經惡化了醫院的配電系統的電能質量。為了保證醫院配電系統的安全性，進行相應的諧波治理是勢在必行。四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF41GF-SVG在城市軌道交通的應用城市軌道交通行業配電系統諧波的特點

城市軌道交通的供電系統中牽引整流逆變裝置，站用變壓器下的通風機、空調、自動扶梯、

電梯、水泵、照明、通信系統、信號系統等會產生大量動態諧波電流。城市軌道交通行業配電系統諧波治理的價值

治理軌道交通的諧波污染，可提高供電安全、避免系統諧振、提升變壓器使用效率、提高功率因數、節能降耗。四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF42GF-SVG在化纖行業的應用化纖行業配電系統諧波的特點

在化纖行業中常用到電助熔加熱設備在電氣上通常是將三相電路中的兩組相—相交流電經過整流后轉換為兩組直流電，因而在交流側存在著大量的電流諧波；并且由于電路結構的特殊性，在整流時其中有一相交流電（B相）同時參與兩組整流回路，因而三相的電流諧波有較大差別。化纖行業配電系統諧波治理的價值

配電系統中使用了多臺電助熔設備，產生大量諧波,并且三相諧波的頻譜和幅值差別比較大。導致變壓器運行效率低、附加損耗大，且具有較大不平衡性；同時諧波污染也造成自動化生產線不穩定，供電安全性低，計量儀表不準等問題。四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF43GF-SVG在石化行業的應用石化行業配電系統諧波的特點

石化行業中存在著大量泵類負載，并且不少泵類負載都配有變頻器。石化行業配電系統諧波治理的價值

非線諧波在石化系統中的危害主要表現在對電力設備的危害以及在計量方面的偏差。研究表明，諧波電流會使變壓器而產生附加損耗，從而引起過熱，使絕緣介質老化加速，導致絕緣損壞。諧波的存在會使視在功率增加。同時，諧波對電力系統中的電容器、斷路器、繼電保護設備都有直接的負面影響。對于很多測量儀表，并不能測量出真實的均方根值而是測量出平均值，然后假想波形為正弦波，乘以一個校正系數而得到讀數。在諧波嚴重時，這樣的讀數會有較大的偏差，從而造成計量偏差四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF44GF-SVG在鋼鐵行業的應用鋼鐵行業配電系統諧波的特點

鋼鐵行業中常用的中頻爐、軋機、電弧爐等設備都會對電網的電能質量產生重大的影響。中頻爐在工作過程中不同的階段，諧波電流、功率、功率因數都會有比較大的變化。軋機屬于沖擊性的負載，在輕載時和重載時的諧波電流有著明顯的差別，且變化極為迅速。電弧爐在工作過程中不但會產生諧波問題，更重要的是會引起電壓跌落、閃變。鋼鐵行業配電系統諧波治理的價值

提高供電質量和用電效率，改善用電安全的同時，實現節能降耗。四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF45GF-SVG在汽車制造行業的應用汽車制造行業配電系統諧波的特點

焊機是汽車制造行業中必不可少的設備。由于焊機工作具有隨機性、快速性以及沖擊性的特點，使得大量應用焊機的汽車制造行業的電能質量問題極其嚴重。在電能質量領域，焊機帶來的不僅僅是諧波問題，更為嚴峻的是無功沖擊引起閃變、電壓跌落。汽車制造行業配電系統諧波治理的價值

在許多汽車制造企業，都面臨著儲如焊接質量不穩定、自動化程度很高的焊接機器人由于電壓不穩而不能工作、無功補償系統屢次更換方案仍無法投入使用而面臨無功罰款等等的問題。汽車涂裝車間是自動化程度比較高的生產車間，諧波對自動化生產線也會產生影響。四、GF-SVG系列靜止無功發生器行業應用www.GF46GF-SVG在直流