一、介紹

    山東某鑄造公司主要設(shè)備為中頻電爐，中頻電爐屬于典型諧波源，產(chǎn)生大量諧波，造成補(bǔ)償電容器無法正常投入運(yùn)行，功率因數(shù)達(dá)不到供電要求的0.9以上，每月產(chǎn)生無功罰款1.2萬元左右，變壓器溫度在夏季達(dá)75度，造成電能浪費(fèi)，壽命縮短。諧波電流注入電網(wǎng)，在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓，引起電網(wǎng)電壓電流畸變，影響供電質(zhì)量及運(yùn)行安全，使線路損耗及電壓偏移增加，對電網(wǎng)和工廠本身電氣設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生不良的影響。

二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)圖

1、變壓器參數(shù)：變壓器型號(hào)為s11-2500kva，電壓為10000v/660v，額定電流為i=2186a。

2、中頻爐參數(shù)：中頻爐由一臺(tái)變壓器獨(dú)立供電，容量為2噸。

3、實(shí)際運(yùn)行參數(shù)：視在功率s=700kva-2200kva，有功功率為p=600kw-2000kw，無功功率為q=550kar-1150kar，功率因數(shù)為pf=0.6-0.97，工作電流i=430a-1924a

4、供電系統(tǒng)圖：

三、濾波補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)依據(jù)

1、根據(jù)電能質(zhì)量　　公用電網(wǎng)諧波　　　　gb/t14519-1993

2、根據(jù)電能質(zhì)量　　電壓波動(dòng)和閃變　　　gb12326-2000

3、根據(jù)供電系統(tǒng)阻抗和相關(guān)參數(shù)

4、根據(jù)現(xiàn)場測量結(jié)果及仿真計(jì)算

四、治理方案

1、 治理目標(biāo)

    根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，我公司針對中頻爐諧波治理設(shè)計(jì)了整套濾波方案，綜合考慮負(fù)荷功率因數(shù)、諧波吸收需要和背景諧波，在企業(yè)變壓器2500kva 0.66kv低壓側(cè)安裝一套諧波濾波裝置對諧波進(jìn)行治理。

濾波裝置諧波電流的設(shè)計(jì)滿足國標(biāo)gb/t14549-93《電能質(zhì)量　公用電網(wǎng)諧波》的管理規(guī)定。

● 在0.66kv系統(tǒng)運(yùn)行方式下，濾波設(shè)備投運(yùn)后，濾波器吸收點(diǎn)處某次諧波的幅值及含有量都有大幅度下降，功率因數(shù)0.95以上。

● 不因?yàn)橥度霝V波裝置而引起某次諧波的諧振或諧振過電壓、過電流。

2、方案確定

中頻爐在工作過程中諧波較大，各次諧波電流比例占基波的8.2%-25.3%，諧波隨中頻爐功率增而增大，對電網(wǎng)、用電設(shè)備本身和其它用戶都造成了不同程度的影響。中頻爐工作過程可分為初加熱過程、全功率過程和半功率保溫過程，初加熱過程持續(xù)時(shí)間短，但高次諧波比較豐富。功功率過程工作占大部分時(shí)間，電流大，諧波含量大。半功率保溫過程功率因數(shù)低。依據(jù)測試數(shù)據(jù)主要諧波成分是5次 、7次、11次、13次其中以5次諧波為Zui大，電壓畸變嚴(yán)重。綜上因素考慮濾波補(bǔ)償裝置采用bdkj-lc i型，設(shè)計(jì)5次、7次、11次三條lc濾波支路，吸收5、7、11次及以上次數(shù)的諧波。方案采用仿真法對各回路投入時(shí)是否產(chǎn)生非特征頻率的諧振進(jìn)行分析，并Zui終確定回路的參數(shù)。

供電系統(tǒng)及濾波原理圖：

五、治理效果

          濾波補(bǔ)償前（電流）                           濾波補(bǔ)償后（電流）

          濾波補(bǔ)償前（電流）                           濾波補(bǔ)償后（電流）

          濾波補(bǔ)償前（電流）                           濾波補(bǔ)償后（電流） 

          濾波補(bǔ)償前（電流）                           濾波補(bǔ)償后（電流）

六、結(jié)論

1、濾波補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行，自動(dòng)跟蹤中頻爐的各種負(fù)載設(shè)備變化，使各次諧波得到有效濾除。

2、未治理前電壓總畸變率(thd)嚴(yán)重超出國標(biāo)5%的限值要求。經(jīng)治理, 電壓總畸變率(thd)從原來的15.6%,降止3.4%,各次諧波都符合國標(biāo)gb/t 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)要求。

3、經(jīng)治理諧波電流都得到有效改善，投入后超標(biāo)的各次諧波電流吸收率都大于80%以上，符合設(shè)備設(shè)計(jì)要求。如5次諧波電流從356a,降止35a左右; 7次諧波電流從182a,降止30a左右， 11次諧波電流從119a,降止18a左右，注入公共點(diǎn)的各次諧波電流均符合國標(biāo)gb/t 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》要求。

4、濾波裝置投入后系統(tǒng)的功率因數(shù)得到大幅提高，供電系統(tǒng)0.66kv側(cè)從原來的0.87左右提到0.95以上,有功功率、視在功率、無功功率都得到節(jié)省，有效降低用電設(shè)備和供電線路的損耗。

5、諧波治理后變壓器溫度由原來的75度降低到50度，節(jié)省了大量電能，變壓器使用壽命延長。

6、通過治理后有效改善了中頻爐的供電電能質(zhì)量，提高了中頻電源的利用效率,有利于系統(tǒng)的長期安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。