安(ān)科瑞電氣股份(fèn)有限公(gōng)司 上(shàng)海嘉(jiā)定(dìng) 201801

摘(zhāi)要：現如今的(dí)汽(qì)車製造行(háng)業，使用(yòng)的(dí)機械(xiè)設(shè)備(bèi)越(yuè)來(lái)越精密，製造技術(shù)與自(zì)動化水(shuǐ)平也(yě)越來(lái)越(yuè)高(gāo)，為此對供電(diàn)係(xì)統(tǒng)的(dí)電(diàn)能質量要(yào)求更(gēng)高(gāo)更苛刻，同時對(duì)不能滿(mǎn)足現有生產工藝需求(qiú)的供(gōng)電(diàn)質量進行(háng)治(zhì)理(lǐ)。通(tōng)過(guò)分析汽(qì)車(chē)製(zhì)造(zào)過程中衝壓(yā)工(gōng)藝，焊(hàn)接工藝，塗(tú)裝(zhuāng)工藝，總裝工藝產生的(dí)諧(xié)波，功率因數(shù)低，電壓(yā)波(bō)動，閃變，三相不(bù)平衡(héng)等電能質(zhì)量問題，結(jié)合(hé)實際(jì)項目治理(lǐ)案例，介紹了係統解決方案，並對取得(dé)治理效(xiào)果進行展示分(fēn)析。

關鍵詞(cí)：汽車(chē)製造行(háng)業(yè)
；非(fēi)綫性負載
；電(diàn)能質(zhì)量監測與治(zhì)理
；係統解決方案(àn)
；

0.引(yǐn)言

電(diàn)能質(zhì)量(liáng)是(shì)電力(lì)工業(yè)產品(pǐn)的(dí)重(zhòng)要指標，涉及(jí)發，供(gōng)，用(yòng)各(gè)方麵(miàn)的(dí)權(quán)益(yì)。隨(suí)著(zhuó)科(kē)技的(dí)進步與(yǔ)發展(zhǎn)，衝擊性，非(fēi)綫(xiàn)性的負(fù)載越(yuè)來越多(duō)，尤其(qí)是(shì)電(diàn)力(lì)電子(zǐ)器件的應用(yòng)，使得(dé)諧(xié)波，電壓(yā)波(bō)動(dòng)，閃(shǎn)變(biàn)，三相不平(píng)衡等(děng)電能質量問題(tí)尤為嚴重(zhòng)。汽車(chē)行(háng)業(yè)的電(diàn)能(néng)質(zhì)量問題，主(zhǔ)要體(tǐ)現(xiàn)在(zài)汽車製造業(yè)中(zhōng)，而在汽(qì)車製(zhì)造業(yè)中，主要(yào)體現(xiàn)在(zài)衝壓，焊(hàn)接，塗(tú)裝，總(zǒng)裝(zhuāng)生產工(gōng)藝。整個汽車(chē)製造流(liú)程(chéng)緊密(mì)銜接(jiē)，具(jù)有(yǒu)高(gāo)度集(jí)成的(dí)特點，對(duì)電能質量(liáng)的要(yào)求相對較(jiào)高(gāo)。而(ér)任(rèn)何一(yī)個製造工藝(yì)的供(gōng)電(diàn)故(gù)障，電(diàn)氣(qì)事故(gù)都(dū)會影(yǐng)響到上一個工藝或下(xià)一(yī)個(gè)工藝的(dí)正常運作。因(yīn)此(cǐ)，治理(lǐ)諧波(bō)，提高電能質(zhì)量(liáng)，營造安全，穩(wěn)定，高(gāo)效(xiào)，健康的(dí)綠色(sè)電能質(zhì)量環境(jìng)問(wèn)題是汽車製造行業(yè)的(dí)配(pèi)電中(zhōng)非常重(zhòng)視的問題。

1.汽車製造(zào)行業(yè)供配電係(xì)統諧波(bō)源及其危(wēi)害(hài)

汽車(chē)製(zhì)造(zào)行業(yè)供(gōng)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)中的(dí)諧(xié)波源(yuán)主(zhǔ)要(yào)可分(fēn)為(wéi)衝(chōng)壓(yā)設(shè)備，焊接(jiē)設備(bèi)，塗(tú)裝設備以(yǐ)及總裝設(shè)備四(sì)大(dà)類，具(jù)有畸變率高(gāo)，功率(shuài)因(yīn)數低(dī)，種類(lèi)雜(zá)，數量多等(děng)特點。

1.1衝壓設備

1.1.1衝(chōng)壓(yā)設備的用(yòng)電現狀

汽(qì)車(chē)車身衝壓(yā)成形是汽(qì)車製造(zào)技(jì)術(shù)的重要組成(chéng)部分，其(qí)中大量使用數控衝(chōng)床(chuáng)，等離子切割機床，多(duō)工(gōng)位(wèi)衝(chōng)壓(yā)機床(chuáng)等(děng)大(dà)型設備(bèi)。這些(xiē)設(shè)備(bèi)普(pǔ)遍(biàn)采用(yòng)直流電動機，是典型的諧(xié)波(bō)源及衝(chōng)擊性(xìng)負(fù)荷(hé)，產(chǎn)生的諧(xié)波(bō)不(bù)僅(jǐn)造(zào)成(chéng)母(mǔ)綫(xiàn)電壓(yā)波(bō)動，使設(shè)備無法運(yùn)行(háng)，還會使(shǐ)係統功率因(yīn)數降低，電壓，電(diàn)流波形嚴(yán)重(zhòng)畸變，增(zēng)加係統的無(wú)功功率(shuài)損(sǔn)耗(hào)，影響整個供電係統。主要是(shì)衝擊(jī)性負(fù)載(zǎi)，會引起功率因數(shù)很(hěn)低，造成(chéng)係統(tǒng)電(diàn)壓會(huì)偏(piān)低的(dí)情(qíng)況，同(tóng)時會伴(bàn)隨(suí)一些諧(xié)波，諧波電流(liú)約占設備全(quán)部(bù)開(kāi)啟(qǐ)後係統(tǒng)電(diàn)流(liú)30%，諧波(bō)電(diàn)壓會隨(suí)著(zhuó)係統(tǒng)負(fù)載的不(bù)同(tóng)在(zài)7%-10%變(biàn)動狀況(kuàng)，但是主(zhǔ)要(yào)還(huán)是5，7次諧波。

1.1.2對(duì)製造(zào)工藝(yì)的(dí)危害

諧波導致過壓，過流，欠(qiàn)壓(yā)等電(diàn)能(néng)質量問題(tí)，會使衝(chōng)壓設(shè)備(bèi)因過壓，過流而出(chū)現(xiàn)過負荷(hé)的(dí)衝壓(yā)，或因欠(qiàn)壓而導(dǎo)致(zhì)壓力不夠(gòu)，衝(chōng)壓不(bù)到位，出(chū)現產品(pǐn)報(bào)廢等現象。諧波使(shǐ)係統(tǒng)損(sǔn)耗增加，增(zēng)加係統的發熱(rè)量(liáng)和噪(zào)聲汙染(rǎn)。長時間工作在不良電能環(huán)境中，會(huì)降(jiàng)低設(shè)備壽(shòu)命，損壞電容補(bǔ)償裝置(zhì)。衝擊(jī)性負荷會使(shǐ)供電係統不穩定(dìng)，造(zào)成嚴重(zhòng)的(dí)電(diàn)壓閃變，瞬(shùn)時電壓降(jiàng)低(dī)等現象(xiàng)，使某(mǒu)些設備停止運行(háng)。

1.2焊接(jiē)設備

1.2.1焊接(jiē)設備的(dí)用(yòng)電(diàn)現(xiàn)狀

汽(qì)車(chē)焊接主(zhǔ)要用於車身(shēn)的(dí)製(zhì)造，有(yǒu)點(diǎn)焊(hàn)，凸(tū)焊，二氧(yǎng)化碳(tàn)保護(hù)焊和氬弧焊等(děng)多種方(fāng)式(shì)（目(mù)前大(dà)量(liáng)使用(yòng)焊接機器人）。對(duì)於(yú)帶(dài)塗層的鋼(gāng)板，塗膠的鋼板，多層板及(jí)不同(tóng)材(cái)質(zhì)板等(děng)條件(jiàn)下的焊(hàn)接(jiē)，傳統(tǒng)的工頻點(diǎn)焊機(jī)難(nán)以(yǐ)滿足焊接要求(qiú)，中頻(pín)點(diǎn)焊(hàn)機在越來越(yuè)多的汽車生(shēng)產(chǎn)企業(yè)得到(dào)應用(yòng)。中頻(pín)點(diǎn)焊(hàn)機(jī)工作原理：工(gōng)頻(pín)交(jiāo)流(liú)電(diàn)經(jīng)整流，濾波後變成直(zhí)流電，再通(tōng)過(guò)大功率(shuài)開關(guān)電子(zǐ)元件（如場效(xiào)應(yīng)管MOSFET或(huò)IGBT）的交替開關作用，把直(zhí)流電逆(nì)變(biàn)成幾(jī)千赫茲(zī)到(dào)幾萬(wàn)赫(hè)茲的(dí)中頻交流(liú)電(diàn)壓，經主變(biàn)壓器降壓(yā)後(hòu)，再(zài)經(jīng)整(zhěng)流濾波獲得平(píng)穩的直流(liú)輸出(chū)焊接電流(liú)。其工(gōng)作過程(chéng)簡單表示為：工(gōng)頻交流(liú)-直流(liú)-中頻交流-直流。焊(hàn)機(jī)工作中(zhōng)頻(pín)點焊時，焊(hàn)接參(cān)數(shù)大(dà)概(gài)為(wéi)預(yù)壓時(shí)間(jiān)400ms～800ms，焊(hàn)接時間200ms～450ms，焊(hàn)接(jiē)電流(liú)高達5～10kA，焊接(jiē)脈衝(chōng)數為1～20次，保持時(shí)間100ms～300ms。中(zhōng)頻(pín)點(diǎn)焊(hàn)機(jī)工作頻繁，工作(zuò)周期短(duǎn)，電流(liú)變換頻(pín)率(shuài)高，主要(yào)表現為瞬時(shí)突(tū)變(biàn)電(diàn)流，功率因數低(dī)，無功和電壓(yā)波動(dòng)較大(dà)，諧波電流(liú)和電壓(yā)較(jiào)大(dà)，三相電(diàn)壓不平衡嚴重(zhòng)等(děng)。

1.2.2對(duì)製造工(gōng)藝的危害

點焊機(jī)是典(diǎn)型的單(dān)相(xiāng)衝(chōng)擊(jī)性負載(zǎi)，也(yě)是(shì)典型的(dí)諧波源。因為焊機是兩相(xiāng)短路(lù)原理，會造(zào)成嚴重的電(diàn)流(liú)不平(píng)衡的(dí)情(qíng)況，同時啟(qǐ)動(dòng)電流會很大(dà)，造(zào)成(chéng)較大的衝擊性(xìng)電流，功(gōng)率因(yīn)數會(huì)很低(dī)，甚至會(huì)造成係統(tǒng)電(diàn)壓(yā)偏(piān)低(dī)的(dí)情況，同(tóng)時會產(chǎn)生很大的(dí)諧波，並(bìng)且諧波(bō)畸變率會比(bǐ)較高，估計會(huì)達到20%以上。諧(xié)波(bō)電(diàn)流(liú)使(shǐ)得係統的電(diàn)壓(yā)電流(liú)發(fā)生(shēng)畸(jī)變(biàn)，出現(xiàn)過(guò)壓，欠壓(yā)，過(guò)流(liú)，甚(shèn)至引起保(bǎo)護(hù)裝置誤動(dòng)，影(yǐng)響正常生(shēng)產。還(huán)會(huì)造(zào)成焊件(jiàn)質(zhì)量不(bù)到位，虛焊，漏焊(hàn)，誤焊等(děng)隱(yǐn)患，導致產品不合格。另外，諧波電流使設備無(wú)法正常運(yùn)行(háng)，導致(zhì)中(zhōng)性綫電流增大，中(zhōng)性綫電(diàn)纜(lǎn)的肌(jī)膚效應相應(yīng)增大，降低電纜使(shǐ)用(yòng)壽命，嚴(yán)重時會燒(shāo)毀電(diàn)纜，威脅整(zhěng)個係(xì)統(tǒng)的(dí)電(diàn)能(néng)質量(liáng)。

1.3塗(tú)裝設備(bèi)

1.3.1塗裝設(shè)備(bèi)的用電(diàn)現(xiàn)狀(zhuàng)

塗裝(zhuāng)工(gōng)藝主(zhǔ)要(yào)是(shì)通過機械手(shǒu)對焊接成(chéng)形的車(chē)身及(jí)零部件進行(háng)噴(pēn)塗和烘烤(kǎo)，一般會(huì)涉及到(dào)電泳設備，類似(sì)電(diàn)鍍(dù)。塗(tú)裝工藝(yì)的主(zhǔ)要(yào)負載是電力電(diàn)子(zǐ)器件(jiàn)和(hé)大容(róng)量(liáng)的(dí)加熱設備(bèi)，這些設(shè)備應用整流(liú)及變頻(pín)原理製造(zào)，在此過程(chéng)中(zhōng)會產(chǎn)生諧波(bō)，而加(jiā)熱設(shè)備則使用(yòng)電(diàn)阻(zǔ)較(jiào)大的器(qì)件(jiàn)。塗(tú)裝車(chē)間的(dí)電能(néng)質(zhì)量表現為(wéi)感性(xìng)無功較(jiào)大(dà)，整(zhěng)體功率(shuài)因(yīn)數低，諧波電流大(dà)而復雜，係統母綫(xiàn)端(duān)電壓(yā)降(jiàng)低(dī)嚴重(zhòng)，設備(bèi)發熱(rè)量(liáng)大(dà)以(yǐ)及(jí)利用率(shuài)低。電(diàn)流畸變率在10%-25%之間，以５次，７次諧波(bō)為(wéi)主(zhǔ)，包(bāo)括一(yī)些偶次及(jí)高次諧波的(dí)特征(zhēng)

1.3.2對製造(zào)工藝(yì)的(dí)危害

諧波(bō)會(huì)使(shǐ)塗裝車間(jiān)的(dí)設備損(sǔn)耗增(zēng)加，使(shǐ)主(zhǔ)變的鐵(tiě)損，銅損，介(jiè)質損耗，電壓峰值增(zēng)加(jiā)，變壓器(qì)噪聲變大，變(biàn)壓器的負(fù)載(zǎi)能(néng)力減(jiǎn)小。諧(xié)波(bō)會(huì)使(shǐ)塗裝，噴漆，運送(sòng)等(děng)設(shè)備出現誤動，導致噴漆不(bù)均匀(yún)，運(yùn)送(sòng)不到(dào)位，在(zài)塗(tú)裝(zhuāng)表麵(miàn)出(chū)現(xiàn)氣泡(pào)，漏(lòu)塗，打磨不(bù)到位(wèi)，重復(fù)塗裝(zhuāng)等(děng)缺陷，嚴(yán)重(zhòng)影響產(chǎn)品的(dí)塗(tú)裝(zhuāng)質量(liáng)。由於(yú)係統(tǒng)無(wú)功消(xiāo)耗增(zēng)加(jiā)，母綫電(diàn)壓下降，電(diàn)壓發生偏(piān)差，而(ér)加熱設(shè)備會(huì)因電(diàn)壓過低，在規(guī)定的時(shí)間(jiān)內達(dá)不到(dào)烘烤汽(qì)車(chē)表麵塗(tú)層溫度標準(zhǔn)，出(chū)現烘(hōng)烤(kǎo)質(zhì)量(liáng)問題。

1.4總(zǒng)裝工(gōng)藝

1.4.1總裝設(shè)備(bèi)的用電現狀(zhuàng)

總裝工藝是把(bǎ)各零(líng)部件安裝到焊接(jiē)好並(bìng)經(jīng)過塗(tú)裝後(hòu)的車身(shēn)上(shàng)，總(zǒng)裝(zhuāng)工(gōng)藝(yì)過程(chéng)主要(yào)是利用機器人代(dài)替人工進行自動(dòng)組裝(zhuāng)，其程(chéng)序控(kòng)製(zhì)是利用(yòng)二極(jí)管(guǎn)，三極(jí)管， 放大(dà)電路，整流橋(qiáo)，開關電源(yuán)等電子元件，這些器件(jiàn)單個產生的(dí)諧(xié)波雖小，但大(dà)量(liáng)集成(chéng)使(shǐ)用會(huì)對(duì)供電係統造(zào)成(chéng)嚴(yán)重影響，產(chǎn)生(shēng)大(dà)量諧(xié)波，主要是(shì)13次以(yǐ)下(xià)的諧波，以5，7次諧(xié)波(bō)為(wéi)主，其中5次(cì)諧(xié)波(bō)最為嚴重(zhòng)。因此，這(zhè)些設(shè)備(bèi)對電能質(zhì)量的(dí)要求很高(gāo)。

1.4.2對製造工(gōng)藝的(dí)危害(hài)

諧波(bō)會使電流(liú)電(diàn)壓畸變，使得處(chǔ)於(yú)過零運(yùn)行(háng)的PLC，單(dān)片(piàn)機(jī)等(děng)器件因(yīn)電(diàn)壓異常(cháng)而(ér)引(yǐn)發誤動，導致(zhì)過(guò)早或延(yán)遲(chí)過(guò)零，影(yǐng)響到整體(tǐ)的指令(líng)控製。電(diàn)壓(yā)畸變還(huán)會影(yǐng)響(xiǎng)電力電(diàn)子器件的動(dòng)作及(jí)精度，造成(chéng)機(jī)械(xiè)手(shǒu)誤動。諧波(bō)還會(huì)損(sǔn)害電(diàn)容(róng)器(qì)，使主(zhǔ)控(kòng)製板(bǎn)溫(wēn)度增加，降低電(diàn)子(zǐ)元件(jiàn)的使用(yòng)壽命。

1.5諧波(bō)的其(qí)他(tā)危(wēi)害

諧(xié)波(bō)除了影(yǐng)響電(diàn)容器(qì)正常運(yùn)行(háng)之(zhī)外(wài)，還會對以下設(shè)備造成危(wēi)害(hài)：

(1)對變壓器的(dí)影響

諧波電流使變(biàn)壓器的銅耗增加，特別是3次(cì)及奇倍數(shù)諧(xié)波，對(duì)三(sān)角形連接的(dí)變(biàn)壓器(qì)會在(zài)其(qí)繞組(zǔ)中形(xíng)成(chéng)環(huán)流，使繞(rào)組過熱
；對(duì)全星形(xíng)連(lián)接的變(biàn)壓器，當繞(rào)組中(zhōng)性(xìng)點(diǎn)接地，而該側(cè)電(diàn)網中分布電(diàn)容較(jiào)大或(huò)者裝(zhuāng)有中性點(diǎn)接地(dì)的並(bìng)聯(lián)電容器時，可能形成(chéng)諧振(zhèn)，使變壓(yā)器附(fù)加(jiā)損耗增加。

(2)對(duì)配電綫路(lù)的(dí)影(yǐng)響
　　綫路阻(zǔ)抗(kàng)隨(suí)著頻率的升(shēng)高(gāo)而增加，諧波電流(liú)使(shǐ)綫路的(dí)附加損(sǔn)耗(hào)增加，而供電(diàn)電(diàn)網的(dí)損耗大部分為變壓(yā)器和綫(xiàn)路的(dí)損(sǔn)耗，所以諧波是(shì)導致電網(wǎng)網(wǎng)損(sǔn)增(zēng)加的(dí)一個(gè)重(zhòng)要(yào)因素(sù)。綫(xiàn)路(lù)的(dí)分(fēn)布電感和對地(dì)電(diàn)容與產生(shēng)諧波的設備組成串(chuàn)聯(lián)或並聯回(huí)路，在一定的(dí)參數(shù)條(tiáo)件(jiàn)下(xià)，會(huì)發生串(chuàn)聯(lián)諧(xié)振或(huò)並(bìng)聯諧振(zhèn)，而(ér)且所(suǒ)產生的諧振過電(diàn)壓和(hé)過電流(liú)對(duì)相(xiāng)關設備的危害性(xìng)較(jiào)大(dà)。在適當的條(tiáo)件下還會(huì)形成諧(xié)波放大。而諧波(bō)電(diàn)壓，電流放大會引(yǐn)起繼(jì)電(diàn)保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)置誤(wù)動甚至損(sǔn)壞。

(3)對電機(jī)裝(zhuāng)置的(dí)影(yǐng)響

柴(chái)油發(fā)電機的(dí)內(nèi)阻跟市電(diàn)相(xiāng)比大了很多，非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)負(fù)載產生(shēng)的(dí)諧波的電(diàn)流(liú)引起的(dí)電(diàn)壓畸變(biàn)就大很多，造成油機輸出(chū)電壓嚴重失(shī)真(zhēn)。可能(néng)造成(chéng)油機的(dí)控製係統故障，引起用電事(shì)故(gù)。現在的通(tōng)信(xìn)機房停(tíng)電時(shí)一(yī)般(bān)都(dū)由(yóu)油機提(tí)供備(bèi)電，因(yīn)此要重視這(zhè)個問題。

(4)影(yǐng)響繼電保護(hù)和(hé)自動裝(zhuāng)置的(dí)正(zhèng)確性，諧波(bō)影(yǐng)響以(yǐ)負序(基波)量為基(jī)礎的繼電保(bǎo)護(hù)和自(zì)動裝置，因(yīn)為按負序(xù)(基波(bō))量(liáng)整定的(dí)保(bǎo)護(hù)裝置，整定(dìng)值(zhí)小(xiǎo)，靈(líng)度高(gāo)。如果在負(fù)序(xù)基礎(chǔ)上(shàng)再(zài)疊(dié)加(jiā)諧波幹擾(rǎo)(電氣化(huà)鐵(tiě)道(dào)，電(diàn)弧(hú)爐(lú)等(děng))則可能(néng)引(yǐn)起(qǐ)發(fā)電(diàn)機(jī)負序(xù)電流(liú)保護(hù)誤動(dòng)跳(tiào)閘(zhá)，產生嚴(yán)重後(hòu)果。係統(tǒng)中不明原因(yīn)的誤動(dòng)和(hé)拒動(dòng)，與諧(xié)波(bō)不(bù)無關係。諧(xié)波(bō)超(chāo)標，會嚴(yán)重(zhòng)威(wēi)脅配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)的安全穩定(dìng)運(yùn)行。

（5）影(yǐng)響(xiǎng)計(jì)量(liáng)裝置的(dí)準確性(xìng)
　　電能計(jì)量(liáng)裝置按50Hz標準的正弦(xián)波設(shè)計，供電(diàn)電壓或(huò)負荷電流中的(dí)諧波(bō)成(chéng)分會影(yǐng)響感應式電(diàn)能(néng)表(biǎo)（尤(yóu)其是電(diàn)子(zǐ)式電能(néng)表(biǎo)）的(dí)正常(cháng)工(gōng)作(zuò)。有(yǒu)諧波源(yuán)存在時(shí)，該處用戶的電能表的(dí)記錄(lù)應為其吸收的(dí)基(jī)波(bō)電能減(jiǎn)去小部(bù)分諧波(bō)電能(néng)，故諧波能使(shǐ)電能(néng)計量裝(zhuāng)置(zhì)產(chǎn)生誤(wù)差。

2.汽車製(zhì)造(zào)行業電能(néng)質量(liáng)治(zhì)理(lǐ)需求(qiú)分(fēn)析及主要特征

2.1需求分(fēn)析(xī)

汽(qì)車(chē)行(háng)業自(zì)動化(huà)水平(píng)在不斷提高(gāo)，各種(zhǒng)生產(chǎn)設備(bèi)對電(diàn)網的(dí)供(gōng)電質(zhì)量(liáng)要求也(yě)越(yuè)來越(yuè)高(gāo)。工(gōng)藝(yì)設(shè)備中(zhōng)由於采(cǎi)用變(biàn)頻技術使得非綫性(xìng)負荷(hé)數量增(zēng)長，非綫性負荷(hé)會產大量(liáng)的諧(xié)波注(zhù)入(rù)電網(wǎng)嚴重影響電網(wǎng)電壓(yā)質量(liáng)
；同(tóng)時生產(chǎn)設備(bèi)中(zhōng)衝(chōng)擊(jī)性負(fù)荷的存(cún)在，使得(dé)瞬時從電力(lì)係統(tǒng)吸(xī)收(shōu)大(dà)量的衝擊性無(wú)功功(gōng)率。應用(yòng)有(yǒu)效的(dí)電能質(zhì)量的調控(kòng)設備(bèi)，在現有網(wǎng)架結構的(dí)基(jī)礎(chǔ)上，提高(gāo)輸電容量和質(zhì)量(liáng)成(chéng)為當(dāng)前(qián)迫切需要解決(jué)的問題。采用(yòng)快速(sù)，靈(líng)活，實時監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(cháng)無功功率和(hé)有源濾(lǜ)波裝(zhuāng)置，對保證(zhèng)供電(diàn)能質量(liáng)，建設綠色電網，降低(dī)網(wǎng)損(sǔn)具有重大(dà)意(yì)義(yì)
；也(yě)對工業企業減(jiǎn)少不(bù)必(bì)要(yào)的(dí)浪費，降低成(chéng)本，提(tí)高生產率(shuài)，促進(jìn)企業和整個(gè)國(guó)民(mín)經濟(jì)的發展，具有(yǒu)不可(kě)估量的(dí)社會意義。

2.2主(zhǔ)要特(tè)征(zhēng)

（1）新(xīn)能源汽車(chē)更新，行(háng)業市(shì)場前景好，各(gè)地(dì)建廠或(huò)擴(kuò)建(jiàn)
；

（2）屬於(yú)中端(duān)製(zhì)造(zào)業(yè)，為保證正常生產配(pèi)電(diàn)電能質量要(yào)求較高
；

（3）負(fù)載(zǎi)多樣(yàng)化(huà)，衝壓機為(wéi)衝擊性負載(zǎi)，需進行補償。中頻焊(hàn)機(jī)，變(biàn)頻器是(shì)主要諧波源，需(xū)進行諧(xié)波治理(lǐ)。

3.汽車製(zhì)造行業(yè)電能質量(liáng)監測與治(zhì)理係統(tǒng)解(jiě)決(jué)方案

3.1解(jiě)決方案

安科瑞(ruì)電(diàn)氣(qì)提出(chū)的電能質量(liáng)監(jiān)測(cè)與(yǔ)治(zhì)理係(xì)統(tǒng)解決方(fāng)案(àn)可滿(mǎn)足(zú)電力監控管(guǎn)理，運維與(yǔ)電能質量治理(lǐ)等(děng)方麵(miàn)的需(xū)求(qiú)，致力於(yú)為(wéi)汽(qì)車(chē)製造(zào)行業(yè)用(yòng)戶(hù)提供一(yī)站(zhàn)式(shì)的整體解決方案，從(cóng)產品，係統(tǒng)，服(fú)務等不同方麵來滿足(zú)用戶(hù)的需要(yào)，為用戶(hù)創(chuàng)造價值(zhí)。

經過(guò)以(yǐ)上(shàng)分析可以(yǐ)知道，在(zài)汽(qì)車製造行(háng)業中容易產生諧波(bō)畸(jī)變(biàn)率(shuài)大，功(gōng)率因數(shù)偏(piān)低(dī)，三相(xiāng)不平衡嚴重(zhòng)等(děng)問題。那麼(mó)我們(mén)可以根(gēn)據(jù)車間情況(kuàng)進行分(fēn)析治理方案(àn)。

衝壓(yā)車間(jiān)：主要是衝(chōng)擊性負(fù)載，會導(dǎo)致功率因(yīn)數(shù)偏(piān)低問題，從(cóng)而(ér)造(zào)成(chéng)係統電壓(yā)偏(piān)低的情(qíng)況(kuàng)。衝(chōng)擊(jī)負(fù)載(zǎi)運(yùn)行(háng)過程中伴有衝(chōng)擊(jī)電(diàn)流(liú)同(tóng)時會產(chǎn)生部(bù)分諧波(bō)，但(dàn)是主(zhǔ)要以5，7次(cì)諧波為主(zhǔ)
；因此(cǐ)可通過安裝(zhuāng)有(yǒu)源無(wú)功補償裝置進行(háng)快(kuài)速的補(bǔ)償無功，同(tóng)時(shí)補(bǔ)償(cháng)裝置在(zài)滿(mǎn)足裕量充(chōng)足(zú)的(dí)情(qíng)況下可以用來補(bǔ)償(cháng)2~13次諧(xié)波(bō)。

焊(hàn)接車(chē)間：主要是中頻(pín)焊(hàn)機，焊機是兩(liǎng)相短路原理(lǐ)，會造成嚴(yán)重的電流(liú)不平衡的(dí)情況(kuàng)，同時啟動電(diàn)流會很(hěn)大，造成較(jiào)大(dà)的(dí)衝擊(jī)性(xìng)電流，導(dǎo)致功率因(yīn)數(shù)偏(piān)低(dī)，甚至會造成係統電(diàn)壓偏(piān)低(dī)的(dí)情況(kuàng)，同時會產生較大的(dí)諧(xié)波(bō)，並且電壓諧波畸(jī)變(biàn)率(shuài)會比(bǐ)較高，估計會達(dá)到(dào)20%以上(shàng)（國標要求不超(chāo)過(guò)5%）。因(yīn)此(cǐ)可(kě)通過(guò)安裝有源無功補償裝(zhuāng)置補償(cháng)無功，治(zhì)理(lǐ)三相不平衡
；另(lìng)外需(xū)單(dān)獨(dú)安(ān)裝有(yǒu)源(yuán)諧波治理裝(zhuāng)置來治理諧波(bō)。

塗(tú)裝和(hé)總裝(zhuāng)車(chē)間：負載(zǎi)主要整(zhěng)流變(biàn)頻(pín)設(shè)備(bèi)，變頻設備(bèi)一般為(wéi)容(róng)性負(fù)載，本(běn)身(shēn)功(gōng)率(shuài)因(yīn)數較高，但(dàn)運行過程會產(chǎn)生部(bù)分諧波(bō)，主要(yào)以6N±1次(cì)諧波為主，因此(cǐ)可安(ān)裝有源諧波(bō)治理裝置進行諧(xié)波(bō)治(zhì)理(lǐ)。

3.2方案(àn)特(tè)點(diǎn)

（1）電能(néng)質(zhì)量監測(cè)與治理(lǐ)係(xì)統除(chú)作為(wéi)本地終端(duān)為用(yòng)戶(hù)提(tí)供電能(néng)質量監測，治(zhì)理與設(shè)備運維(wéi)等功能外，亦(yì)可通過(guò)接入AcrelEMS-EV汽車製(zhì)造綜合能(néng)效(xiào)管(guǎn)理平台，為(wéi)用戶提(tí)供遠(yuǎn)程(chéng)在(zài)綫服務
；

（2）全控技術(shù)實現電能(néng)質(zhì)量(liáng)
；

（3）專業(yè)化(huà)的(dí)電(diàn)能質量監(jiān)測(cè)：電(diàn)能質(zhì)量(liáng)實(shí)時在(zài)綫(xiàn)監測(cè)，測(cè)量精度(dù)高，測得(dé)準(zhǔn)，符(fú)合IEC61000-4-30標準(zhǔn)
；

（4）電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)監測(cè)與治理裝(zhuāng)置整體(tǐ)設(shè)計，通過上(shàng)位(wèi)平(píng)台實(shí)現(xiàn)統一(yī)管理和閉(bì)環(huán)控(kòng)製(zhì)
；

（5）高品(pǐn)質電能質量(liáng)治(zhì)理(lǐ)：配(pèi)套(tào)電力電子裝(zhuāng)置技術過關，質(zhì)量(liáng)過硬，具備(bèi)網絡(luò)化(huà)，可調控，快(kuài)速(sù)響應(yīng)的性能
；

（6）電(diàn)能管理務業務綜合(hé)協(xié)同：配電(diàn)監(jiān)控管(guǎn)理(lǐ)與運維(wéi)，電能分析與(yǔ)電能質量數(shù)據共(gòng)享融通，為企業(yè)電(diàn)能供給與消費提(tí)供控(kòng)製手段。

3.3方案價值

（1）全麵監測電(diàn)能質量(liáng)，保障(zhàng)供電可靠性

對汽車(chē)生(shēng)產(chǎn)製(zhì)造的(dí)供(gōng)配電回路的電(diàn)氣參數(shù)進行全麵監測(cè)，確(què)保(bǎo)設(shè)備(bèi)用電符(fú)合標(biāo)準要(yào)求(qiú)。微秒(miǎo)級(jí)故障錄波與(yǔ)SOE告警能(néng)夠(gòu)及時(shí)記(jì)錄故(gù)障(zhàng)發(fā)生時全部數據信息，支持(chí)開展故(gù)障(zhàng)追蹤與(yǔ)問(wèn)題(tí)定(dìng)位(wèi)。

（2）完整電能質(zhì)量治(zhì)理

通過集中(zhōng)+就地(dì)整體電能(néng)質(zhì)量(liáng)治理模式(shì)，更大程(chéng)度滿(mǎn)足無(wú)功和(hé)諧(xié)波(bō)治理(lǐ)的要(yào)求(qiú)，提高整(zhěng)個(gè)汽車製造(zào)供配電係統的(dí)電能質量，減(jiǎn)少(shǎo)對其它(tā)供(gōng)電及製(zhì)造(zào)設(shè)備造成危(wēi)害。

（3）數據(jù)應用(yòng)及(jí)增值服務

係(xì)統(tǒng)提供多(duō)維度的用電指標(biāo)統計(jì)與電能數(shù)據分析工(gōng)具，為配(pèi)電係統(tǒng)運行管(guǎn)理(lǐ)優化和(hé)節(jié)能降耗(hào)提(tí)供(gōng)指(zhǐ)導。

4.安(ān)科瑞(ruì)電(diàn)能質量監測與(yǔ)治理(lǐ)產品(pǐn)選(xuǎn)型

4.1集中治理

針(zhēn)對汽(qì)車製造(zào)行業配電係統中涉(shè)及(jí)到的(dí)空調(tiáo)，風機，電動機，水泵等電(diàn)器設備(bèi)及數量(liáng)較多(duō)的(dí)計算機等網絡(luò)通(tōng)信設(shè)備(bèi)，為(wéi)減(jiǎn)少諧(xié)波(bō)對(duì)電網(wǎng)側的危害，同(tóng)時(shí)確(què)保無(wú)功功率(shuài)因(yīn)數達到國(guó)標要求值，避免罰款，可采用(yòng)配電房(fáng)集(jí)中(zhōng)治(zhì)理的方(fāng)式，同時也(yě)可(kě)對整(zhěng)個低壓(yā)供(gōng)配(pèi)電係(xì)統(tǒng)進(jìn)行(háng)電(diàn)能質(zhì)量(liáng)在綫(xiàn)監測，其中包含(hán)諧波(bō)分(fēn)析，波(bō)形采樣，電壓(yā)暫降/暫升/中斷，閃變監(jiān)測等，其集中治理的產品選型見(jiàn)表1。

表1電能質(zhì)量監(jiān)測及集(jí)中(zhōng)治(zhì)理產(chǎn)品(pǐn)選型(xíng)表(biǎo)

4.2就(jiù)地治(zhì)理

汽車製造各個生產車間(jiān)內(nèi)，包含(hán)了行車(chē)，液(yè)壓(yā)機(jī)床(chuáng)，弧焊機，升(shēng)降平(píng)台(tái)，同(tóng)步舉(jǔ)升機(jī)等各種(zhǒng)設備(bèi)，運行(háng)過程(chéng)中(zhōng)不可避免地(dì)產生(shēng)對整(zhěng)個配電係統有影(yǐng)響的(dí)諧波(bō)，通常(cháng)電(diàn)流畸變率(shuài)在30%左右。同時(shí)，在車間(jiān)通(tōng)常(cháng)選用(yòng)LED日光燈，金(jīn)鹵燈，無極燈(dēng)，工(gōng)業(yè)風(fēng)扇(shàn)，工(gōng)業吊扇(shàn)等(děng)設(shè)備，此類(lèi)設備的(dí)諧波電流通(tōng)常(cháng)以(yǐ)3次諧波(bō)為主，3次諧(xié)波電流作(zuò)為(wéi)零(líng)序電流，三相矢量角度也是一(yī)致(zhì)的(dí)。因(yīn)此N綫會(huì)進(jìn)行(háng)疊(dié)加，致使N綫的(dí)電(diàn)流過大(dà)。針(zhēn)對上(shàng)述負載(zǎi)情(qíng)況，建議在(zài)各個(gè)重要(yào)設備的(dí)配電(diàn)箱增加電能質(zhì)量補償設備(bèi)進(jìn)行(háng)就地(dì)治理(lǐ)，以達(dá)到終端(duān)治理諧波(bō)的(dí)目(mù)的(dí)，避免影響到整個(gè)配(pèi)電係統的和其(qí)他的用電設(shè)備(bèi)，末(mò)端治理(lǐ)的(dí)產品選(xuǎn)型見(jiàn)表2。

表2末端治理產(chǎn)品(pǐn)選型表

5.南京(jīng)某(mǒu)汽車製造公(gōng)司電能質量(liáng)治(zhì)理項目案(àn)例(lì)

5.1項(xiàng)目背景

南京(jīng)某汽車(chē)製(zhì)造(zào)商(shāng)車間設備近年(nián)來受諧(xié)波影響，尤其(qí)衝壓和(hé)焊接設(shè)備大量使用，導(dǎo)致廠區(qū)電能質(zhì)量(liáng)較差(chà)，變壓器(qì)及綫(xiàn)纜的損耗增(zēng)加(jiā)，現(xiàn)場(cháng)有(yǒu)個(gè)別(bié)無功櫃(guì)內(nèi)電(diàn)容(róng)器鼓(gǔ)包(bāo)損(sǔn)壞(huài)，無(wú)功(gōng)需量增加，導致功(gōng)率因(yīn)數(shù)過(guò)低(dī)，同時(shí)其它電氣設(shè)備(bèi)的(dí)老(lǎo)化(huà)程(chéng)度明顯損(sǔn)耗逐漸(jiàn)上升(shēng)，出現各種電(diàn)氣(qì)故障(zhàng)。分別(bié)對(duì)廠區(qū)1#室(shì)內配電(diàn)房以及2#戶(hù)外箱進(jìn)行(háng)數(shù)據測試(shì)，並根據(jù)具體測量數據給出(chū)相(xiāng)應的治理方(fāng)案(àn)。

5.2測量結果(guǒ)

由上述測(cè)量(liáng)數(shù)據(jù)可(kě)看(kàn)出，1#室內(nèi)配(pèi)電(diàn)房(fáng)和2#戶外箱無(wú)功功率因(yīn)數分(fēn)別為0.7和(hé)0.78，低(dī)於(yú)國(guó)家要(yào)求的(dí)0.9的(dí)標(biāo)準(zhǔn)。1#室(shì)內配(pèi)電(diàn)房所(suǒ)在的供配電(diàn)係統(tǒng)中5次(cì)，7次和11次諧波(bō)電流值(zhí)遠(yuǎn)遠超過了(liǎo)國(guó)家GB/T14549-1993《電能(néng)質量公(gōng)用電(diàn)網諧(xié)波(bō)》0.38KV係統各次諧(xié)波及諧波(bō)電(diàn)流(liú)值(zhí)標(biāo)準，現(xiàn)場負載設備主要為(wéi)電動(dòng)機，變頻器(qì)，衝壓(yā)設備(bèi)，焊接設(shè)備，塗(tú)裝(zhuāng)設(shè)備以及總裝(zhuāng)設備(bèi)等，可通過(guò)在配電房集中(zhōng)治理，消除諧波電壓/電流(liú)對(duì)整個供配(pèi)電係統，變壓(yā)器(qì)，無功櫃(guì)和(hé)其它(tā)用電(diàn)設備(bèi)的(dí)影(yǐng)響
；為(wéi)了消(xiāo)除末端設備（例如電(diàn)焊機，點焊機(jī)和衝(chōng)壓機(jī)等(děng)工業負(fù)載）產生(shēng)的(dí)諧(xié)波影(yǐng)響及危害(hài)，可采(cǎi)用有(yǒu)針對性的(dí)就地治理解決方案，以(yǐ)至於(yú)達(dá)到(dào)準確治理的效(xiào)果。

5.3解決(jué)方(fāng)案(àn)

由(yóu)於係統(tǒng)中(zhōng)無功(gōng)櫃均為(wéi)傳(chuán)統無源無(wú)功(gōng)補(bǔ)償(cháng)電容(róng)器件，5次和(hé)7次(cì)諧波電流極(jí)易(yì)灌入(rù)電容(róng)櫃(guì)中，與5其(qí)產生諧振(zhèn)現象，放大諧(xié)波(bō)電流，使(shǐ)無功櫃(guì)受(shòu)到(dào)損害，無功(gōng)櫃在(zài)諧波(bō)較大的場合建(jiàn)議改造，同時增加濾(lǜ)波裝置，具體方(fāng)案如下：

方案一：集中治(zhì)理：建議(yì)配電房(fáng)更(gēng)換無(wú)功櫃，由(yóu)於傳(chuán)統(tǒng)無(wú)源電(diàn)容裝置在(zài)負載電流(liú)快速(sù)變化(huà)時和電網電壓，電流畸(jī)變率高時無法及(jí)時響應(yīng)，同時極容易(yì)諧振(zhèn)，燒毀(huǐ)電(diàn)容(róng)器和投(tóu)切(qiē)開(kāi)關，因(yīn)此建議(yì)選(xuǎn)用AnCos-GⅠ型有源無(wú)功補償裝置(zhì)進行無(wú)功補償，該(gāi)裝置(zhì)具(jù)備無極(jí)性(xìng)補償(cháng)，毫秒級全(quán)響(xiǎng)應(yīng)時(shí)間及適合在(zài)負載快(kuài)速(sù)變化(huà)場合的特(tè)點，同時是(shì)由(yóu)IGBT構成的有源型(xíng)補(bǔ)償裝(zhuāng)置(zhì)，不會(huì)諧(xié)振。另外(wài)增加(jiā)AnSin-GⅠ型有源諧波(bō)治理係統(tǒng)裝(zhuāng)置進行集中諧(xié)波(bō)治理(lǐ)，減少(shǎo)諧波對電(diàn)網，變壓(yā)器及供配電(diàn)係(xì)統(tǒng)的危害，改(gǎi)善(shàn)供(gōng)電(diàn)係(xì)統(tǒng)電壓(yā)和電流(liú)穩定(dìng)性(xìng)，提升係(xì)統(tǒng)的整體(tǐ)運行(háng)效率(shuài)。

方案(àn)二：就(jiù)地(dì)治理：建(jiàn)議在樓層配電(diàn)間(jiān)或(huò)電(diàn)焊機(jī)，點焊(hàn)機和衝(chōng)壓機等工業(yè)負載（負(fù)載(zǎi)變比快(kuài)，畸變率(shuài)較(jiào)高）末(mò)端(duān)加裝AnSinⅠ型有(yǒu)源諧(xié)波治理裝置(zhì)，可(kě)對(duì)2-31次諧波進行全補償(cháng)或特定次(cì)諧波進行補償，達到(dào)終端治理(lǐ)諧波(bō)的目(mù)的。

6.結(jié)論

目前汽車製(zhì)造行業中的(dí)設備(bèi)普遍采用的是(shì)電(diàn)力電(diàn)子變(biàn)流(liú)和(hé)控(kòng)製器(qì)件(jiàn)，致使車(chē)間(jiān)的非綫(xiàn)性(xìng)製造設備(bèi)負(fù)荷(hé)的(dí)種類和數(shù)量大幅度增(zēng)加(jiā)，諧(xié)波(bō)汙(wū)染日趨嚴重，給(gěi)配電(diàn)係(xì)統和(hé)製(zhì)造設備(bèi)帶來巨大(dà)危(wēi)害(hài)。但車間(jiān)的(dí)供配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)諧(xié)波(bō)問(wèn)題一直沒得(dé)到足(zú)夠重(zhòng)視，諧波造成(chéng)的變壓(yā)器內損和(hé)異常發熱，設備(bèi)故(gù)障，使用(yòng)壽命(mìng)縮短等(děng)直接(jiē)和(hé)間接經(jīng)濟損失相當巨大。通(tōng)過對汽車製造車(chē)間供(gōng)配(pèi)電係統電能(néng)質量(liáng)進行(háng)研究(jiū)，安科瑞為(wéi)汽車製(zhì)造(zào)行業提(tí)供了一套(tào)完整的電能治理監測與治理(lǐ)的係統解(jiě)決方(fāng)案(àn)，使汽車製(zhì)造行(háng)業(yè)的電能質(zhì)量(liáng)問題得(dé)到(dào)了有效的治(zhì)理。