商业建筑与医院电能质量优化解决方案概述

随着现代城市的快速发展，大规模的商业综合体已经成为“一站式”休闲购物中心的主流。数量庞大、种类多样的用电设备使得商业综合体对电能质量提出了更高的要求，与之情况类似的，还有不断引入各种新型、复杂的先进医疗设备的大型现代化综合医院。

因此，人们对于电能质量的优化方案也日渐重视。然而通过大量的实地走访与调研，我们发现，随着商业综合体和医院行业的负载越来越复杂，目前许多此类工况的低压0.4kV系统的电能质量优化方案太过简单，无功补偿方案选型并不合理，已然难以适应当下的补偿需求。

 

补偿设备成摆设？ 方案选型不当造成的普遍问题：

1）补偿设备无法投入

2）系统含有容性无功

3）N线电流较大

4）系统含有谐波（突出）

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电能质量原因分析：

1）补偿容量仍然基于传统设计，即按照变压器容量的30%、25%、20%等；

2）补偿柜采用传统补偿组件（LC、串联7%电抗率）；

3）补偿方案未考虑负载类型及单负载实际状况

选型不当造成补偿设备一直处于“不作为”状态，形同虚设，不但浪费了资金，系统问题也未得到改善与解决。

负载开启补偿设备无法投入

纵观以上，我们认为业主、设计院设计者，在关注电能质量产品品牌、品质、服务的同时，更应该关注电能质量整体解决方案，使补偿设备能够发挥最大的作用。

电能质量方案选型到底如何pick？

在了解项目背景后，应更多考虑负荷类型、设计构架、负载搭配及详细参数等，这些因素将直接决定最佳电能质量方案的选择。

主要负载

商业综合体和医院行业常见的负载主要包括空调、电梯/扶梯、照明、风机、水泵、消防泵、显示屏、计算机等。

1）空调：中央空调、冷水主机等，启动方式包括直接起动、软起动、变频起动；

2）电梯/扶梯：有变频、无变频；

3）照明：荧光照明、LED照明、白炽灯等；

4）风机：直流风机、变频风机、普通风机等；

5）水泵：有变频、无变频；

6）其它

实测负载谐波电流频谱图：

电能质量选型分析

同一负载有多种参数配置，如果按照固定单一方式考虑补偿设计选型，显然不妥。我们需要对各种参数配置做精细化的了解，补偿容量应针对不同的负载参数配置做相应调整，有些需求大，如：直起空调、软起空调、无变频电梯、普通水泵等；有些需求小，如：12脉变频空调、电梯等；有些无需求，如LED照明、高频空调、电梯等，对容性无功不感兴趣，有些场合会需要一些感性无功。

此外，不同负载搭配，可以很好地形成互补，比如LED照明、高频驱动的负载可以很好地与消防水泵、普通负载等混搭设计，从而减少补偿容量，降低造价成本。

针对3次谐波较大的系统，串联7%电抗器会对3次谐波电流有明显的放大作用，需防止谐波放大。条件允许时建议有效消除3次谐波，减少N线电流值。

 

电能质量方案建议

变压器低压0.4kV侧电能质量方案选型配置表如下：

负载类型	电能质量方案	无功补偿容量kvar	有源滤波容量A
无变频+无LED	LC补偿	负载容量25%-30%	—
6脉变频+ LED	LC补偿/ SVG+APF	负载容量20%-25%	负载电流20%-30%
12脉变频+ LED	SVG+APF	负载容量10%-15%	负载电流15%
高频+LED	SVG+APF	负载容量5%-10%	负载电流10%

注：该表仅供参考，具体方案还需结合现场具体情况

技术在创新、科技在进步，设计与选型也应跟上时代的步伐，市场更需要精细化、专业化的解决方案。