电力品质污染因素.ppt

2021/2/7,電力品質污染因素,電力諧波電壓閃爍三相不平衡電磁場電壓突波與電流突波電壓驟降與電壓昇與電力中斷,2021/2/7,較常發生污染的負載可歸類,電弧爐a交流電弧爐b直流電弧爐c精煉爐軋鋼馬達設備a閘流體轉換器bDC馬達cAC變頻馬達高週波感應爐（HFinductionfurnaces）其他非線性負載1焊接機2打鐵錘和撞槌3整流設備4螢光燈設備5變壓器激磁電流,2021/2/7,1電力諧波Harmonics,,1th,2th4th,2021/2/7,間級諧波61119Hz,間級諧波121179Hz,間級諧波181239Hz,整數級諧波2,3,4,5,7,...級,次級級諧波159Hz,偶數級諧波2,4,6,8,10,..級,奇數級諧波3,5,7,9,11,.....級,三倍頻諧波3,6,9,12,15,...級,2021/2/7,特性諧波與非特性諧波之別,6步脈衝--特性諧波為5,7,11,13,17,19,..6k1.非特性諧波為2,3,4,---.12步脈衝--特性諧波為11,13,23,25,...12k1.非特性諧波為2,3,4,5,7,17,19,..18步脈衝--特性諧波為17,19,35,37,...18k1.非特性諧波為..5,7,11,13,23,25,..,2021/2/7,正、負、零序諧波之區別,n1234...N正序諧波-4級7級10級3n1負序諧波2級5級8級11級3n-1零序諧波3級6級9級12級3n請問25級諧波為序諧波25/38餘1----正序諧波請問41級諧波為序諧波41/313餘2----負序諧波,諧波與電壓閃爍之區別,2021/2/7,諧波頻率分類之目的,不同種類之負載產生不同之諧波頻率不同之諧波頻率造成不同之事故不同之諧波頻率採用不同之改善方法,2021/2/7,D接變壓器有抑制三倍頻諧波之作用,IA3nIB3nIC3n0,Iah3,5,7,9,11,13,15,17,19,...,單相整流器含有三倍頻諧波,IAh5,7,11,13,17,19,,正序諧波Positive-sequenceharmonics級數為3n1之整數諧波，註n1,2,3,.....。負序諧Negative-sequenceharmonics級數為3n-1之整數諧波。零序諧波Zero-sequenceharmonics級數為3n之整數諧波。,諧波相序,2021/2/7,諧波相序之推導,順時鐘正相序，逆時鐘負逆相序,2021/2/7,正、負、零序諧波之排列,n1234...N正序諧波4級7級10級13級3n1負序諧波2級5級8級11級3n-1零序諧波3級6級9級12級3n請問25級諧波為序諧波25/38餘1----正序諧波請問41級諧波為序諧波41/313餘2----負序諧波,2021/2/7,區分諧波相序之目的,零序諧波電流可能造成地電位昇零序諧波電流可能造成電腦螢光幕扭曲零序諧波電流可能造成保護設備誤動作單相整流器含有零序諧波三倍頻諧波負序諧波電流可能造成三相不平衡問題相序諧波潮流分析正、負、零序網路其他,2021/2/7,諧波重點提示,一、諧波是什麼諧波之定義二、諧波之產生諧波來源三、諧波之破壞諧波之影響四、諧波之濾除諧波之改善串聯共振與並聯共振,與共振理論,諧波四大概論,2021/2/7,串聯共振諧波特性,BusK驅動點阻抗值,吸收臨近用戶諧波電流之簡圖,,,,,HARMONIC,SOURCE,,,,,INDUCTIVE,LOADS,220VBUS,,,Tr,,,,CAPACITOR,BANK,,INDUCTIVE,LOADS,11.4kVBUS,UTILITY,,LINE,IMPEDANCE,CAPACITOR,BANK,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,PLANTA,PLANTB,單一電容負載之簡單電力圖,原系統,2021/2/7,各級諧波大小頻譜,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,HARMONICSRECORDING,,2021/2/7,諧波改善方法,採用高脈衝整流方式如12-pulse或24-pulse或IGBT裝置被動式濾波器PassiveFilters變壓器Y-△與Y-Y連接交互使用主動式濾波器ActiveFilters,2021/2/7,單相整流器-電動機車充電器例,2021/2/7,三台充電器之電流時域波形,2021/2/7,單相整流器-電動機車充電器例,2021/2/7,12步脈衝之特性諧波,2021/2/7,2021/2/7,2021/2/7,單相充電器各級諧波電壓失真分佈圖,2021/2/7,82MVA33kV/650V20.52,15MVAr,CO-GENERATORS385MVA,OTHERLOADS180MVA,100MVA161kV/22kV10.5,M3,UTILITY,161kVBUS,33kVBUS,,,2thFILTER64.2mH25,33kVBUS,3thFILTER40.56mH16.5,4thFILTER13.55mH8.6,9thFILTER4.62mH1.68,,,,,,,,,,,M4,M2,,,,,SHORTCIRCUITCAPACITY57843280MVAPOWERFACTOR0.98SYSTEMQUALITYFACTOR30,,M1,,,,,10MVAr,15MVAr,8MVAr,,,,,,,,,,-,700V,直流電弧爐,6-Pulse,6-Pulse,12-Pulse,2th,3th,4th,9th,2021/2/7,12-pulse整流器之諧波潮流實例,2021/2/7,18步脈衝整流之特性,2021/2/7,三個6步脈衝之特性諧波,2021/2/7,三台整流變壓器與總電流諧波成份比較A,2021/2/7,18步脈衝之特性諧波,2021/2/7,24-pulse石化廠實例,2021/2/7,48-PULSECONVERTER,a實測波形,b模擬波形,被動式濾波器設計步驟,決定電容量大小功率因數連接方式對諧波特性之影響DeltaY決定裝設點置於高壓側或低壓側，電感器在上,電容器在下決定加裝濾波器數目串聯數與並聯數選擇電感器濾除諧波級數決定電感器與電容器之額定電壓與電流,2021/2/7,連接方式,2021/2/7,主動式濾波器應用原理,2021/2/7,主動式濾波器應用原理,2021/2/7,主動式濾波器之設計,1改善對象2電壓等級3容量設計4功能比較5尺寸大小6價錢比較,2021/2/7,主動式濾波器改善功能,諧波改善虛功補償非主要目的電壓波動與電壓閃爍改善負序電流之濾除三相不平衡改善,2021/2/7,主動式濾波器電壓等級,6.6kV,PQFA低壓,,,,,,,1kV,SeriesCapacitor,PQFB,200400V701600Aupto1.2MVA,FUJIACT低壓,,,,,,,TieTranser,200440V1442886Aupto2MVA,ABB,富士電機,2021/2/7,主動式濾波器容量設計,諧波補償容量QH16-pulse整流器0.3212-pulse整流器0.153變壓變頻器VVVFinverter0.6基頻虛功補償QF總補償容量QTQHQF,2021/2/7,台灣電力系統諧波背景測量,2021/2/7,都會區與工業區之諧波比較,,2021/2/7,台北變電所90與99年之諧波比較,,2021/2/7,IEEE/519-1992諧波電壓限制值,2021/2/7,11kV以上用戶電力諧波測量,IEEE/519之標準為5,諧波測量結果檢討,系統諧波電壓，不超過2.5低於IEEE/519之5標準值，主要成份以5級為主。十年後，諧波污染趨於緩和，可能進年來台灣工業有地域性均衡蓬勃發展，且不少工廠運轉於較優惠之離峰時段電價所致。用戶主要諧波問題在諧波放大。諧波事故集中於低壓側，而非台電端。,69kV以上用戶問卷調查,11kV用戶問卷調查,11.4kV以上用戶諧波事故問卷調查表,問卷調查結果檢討,諧波污染事故最嚴重之產業為鋼鐵業，其次為石化業、造紙業、水泥業、紡織業、食品業。諧波事故中最易受損之電力設備為電容器，其次為斷路器、整流設備、變壓器、比流器CT及電子設備。台電「電力諧波管制暫行標準」仍需加強推廣。,2021/2/7,新竹科學園區低壓側3級諧波電流,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,3,5,7,11,13,ITHD,,,,,,C電子,B電子,A電子,,,,1267A,,,,214A,,,,67A,,,,28A,,,,,,,11.5A,,,,227A,,,,,,,1026A,,,,,,,126A,,,,,,,100A,,,,,,,,,,,,,39A,,,,,,,,,,,,,170A,,,,1616A,,,,83A,,,,36A,,,,27A,,,,25A,,,,,,,100,,,,,,0,100,200,300,安培A,諧波級數,2021/2/7,某電子220V系統3級諧波電流改善濾波器設計,2021/2/7,2021/2/7,某半導體公司諧波測量,,2021/2/7,某科技公司諧波測量,半導體產業之諧波問題檢討,低壓側3級零序諧波電流嚴重。分段電容器共振事故頻傳。分段電容器之電磁接觸器故障率高。LC濾波器因設計值不當引起串並聯事故。,