低壓無功補償兼諧波治理裝置ZRTBBL

浙江能容電力設備有限公司研制生產的低壓諧波濾除裝置是專用于低壓電網3次、5次、7次、11次、13次及以上的諧波無源濾波裝置。適用于中頻冶煉、變頻、軋鋼、整流設備等的環境。該裝置采用了電感和電容器組成串聯諧振吸收回路，有效的將負載產生的諧波加以吸收，從而避免將諧波電流返送到電力變壓器，大大降低電網的諧波量，同時有利于用戶電力變壓器的運行，降低功耗，提高設備和其它電器組件的可靠性。此外該設備還提供一定容量的無功功率補償，提高用戶負載的運行效率。該裝置分綜合控制柜和電抗柜，視用戶要求不同，配置的濾除諧波次數也不同。通常一套ZRTBBL系統可濾除5種諧波。系統的操作可分自動運行和手動操作。

 根據用戶提供的供電系統資料可知，該配電系統中頻生產線上現有供電變壓器1臺，容量均為1600KVA，低壓單母線運行，電壓變比為10/0.4，帶3臺大功率中頻電爐。由于中頻機采用的是晶閘管整流技術，在工作時不同程度地產生了一定的諧波發生量，根據用戶提供的參數及我公司對其它同類型項目的諧波測試數據分析可知，中頻機工作時，在用戶配電系統中，3次諧波電流含量可達到7%以上，5次諧波電流含量可達到22%以上，7次諧波電流也可達18%以上，諧波電流及諧波電壓畸變率將會遠遠超出國標《電能質量公用電網諧波》GB/T 14549-93的國家標準限值。高次諧波電流注入上端10KV電網，將導致電力系統中高次諧波含量迅速增長，引起供電電壓波形畸變，增加了線損和用電設備的損耗，造成了多余的能耗，同時影響電網其他用電設備的正常運行，降低了電能質量，對設備的安全運行造成了安全隱患。同時由于設備運行時隨著負荷的變化功率因數變化也較大，低負荷時只有0.75左右，這將產生多余的無功損耗，給用戶造成較大無功罰款，使用戶蒙受了較大的電費損失。

為了保證設備正常運行、供電系統可靠供電和節約電能，需要對該設備采取抑制諧波電流的技術措施，同時考慮補償基波無功功率。根據我國有關電網電壓質量的標準規定，以及目前國內外在諧波治理方面的研究成果，采用濾波兼動態補償技術方案，針對該整流產生的特征諧波分別設置濾波回路，吸收諧波電流，同時也起到補償基波無功功率、節約電能的作用。

浙江能容電力設備有限公司公司生產的諧波治理設備具有動態跟隨負荷的變化的特性，能有效提高電網的電能質量、功率因數和節約電能，同時提高整個用電系統運行的可靠性及設備運行效率，降低運行成本和設備維護費用，延長設備的使用壽命，給用戶帶來明顯的經濟效益。

 表一　諧波發生量（估算值，以其它同類型用戶作參考）

2.4.1濾波方案設計、仿真分析及設備選型（單個繞組側）

2.4.1.1基波補償容量及安裝容量的確定

根據測試數據顯示目前中頻機以及部分生產裝置功率因數,以如下公式計算出需要補償的無功功率(總功率P取1200KW，PF=0.75)。

Q＝P（－）

　計及濾波電抗的滯后無功作用，取補償后的COS=0.95　得到需補償760kVar。

根據用戶提供的現場技術參數、技術要求，以及我公司諧波數據分析，結合我公司以往對其它同類型項目的設計經驗，通過計算、修正及仿真，本方案設計在變壓器的低壓繞組側各加裝一套濾波補償裝置，設計單套濾波裝置基波補償容量為760kvar（能滿足用戶月平均功率因數在0.95以上），裝置共分為3，5，7次3條濾波支路。由于考濾到濾波裝置投入后吸收大量諧波電流注入各濾波支路，因此濾波裝置在滿足基本補償容量的同時，必須得加大安裝容量，本方案設計系統總安裝容量為1260kvar。

濾波裝置投入后系統穩定，不會與用戶供電系統發生整數次的特征諧波放大，且對系統的5次諧波吸收率達到了75%以上，7次諧波電流吸率都達到了75%，11次諧波電流吸收率達到了60%，11次以上諧波電流平均吸收率也達到了40%以上。

設備投入后中頻機進線側效果分析

以上分析表明：濾波設備投入運行穩定，濾波效果明顯，可以達到國標要求，平均功率因數可以達到0.95以上。