李卫东广电集团中山供电分公司(528400)
由于谐波干扰,许多用户的无功补偿电容器难以正常使用,损坏率高,为此我们选择中山市的用电大户进行试点开展谐波整治。
某厂的生产工艺是采用高频焊管、整流设备等,这些用电设备都产生高次谐波污染电网。该厂由于高次谐波影响,功率因数低于0.9,投入电容器时电容器轻易烧毁,用电设备和变压器轻易发热,消耗电能,电费支出很大。
1 谐波测试
(1)运行方式和测量方式:
该厂装有4台变压器,其中谐波源主要在2#、3#、4#变压器,变压器容量分别为:1250kVA、1600kVA、1600kVA,选择谐波源较多的4#变压器0.4kV侧总出线上进行电压、电流测量。
(2)测量结果:
在正常运行情况下(即补偿电容投入运行),4#变压器5、7、11次谐波电流超过国家标准,而补偿电容退出运行时,4#变压器0.4kV侧谐波电流大大降低,从两种运行方式对比可看出,该厂补偿电容投入运行后对谐波电流起放大作用,致使电压、电流波形畸变严重。此次测量时,4#主变只有50%左右的负荷,实际谐波值可能比测量值要大。
(3)制定对策:
针对该厂高频焊管和整流设备产生的高次谐波超过国家标准,污染电网,为此设计了一套滤波补偿装置使高次谐波不超过国家标准,达到了降损节能。滤波装置的设计方案见表1。
表1 4#变滤波补偿装置设计方案
参数 | 支路 |
| | 5支路 |
| 额定电压(kV) | 0.4 |
| 运行相电压(kV) | 0.23 |
| 最大支路电流(A) | 480 |
| 无功补偿功率(kvar) | 320 |
| 滤波效果 | 80 |
| 电路综合谐振点 | 4.8 |
| 调谐系数 | Q=20 |
电容器 | 额定容量(kvar) | 504 |
电抗器 | 额定电流(A) | 600 |
电感值(H) | 6.8E-5 |
(4)滤波装置安装后,经调试测出数据见表2:
表2 4#变0.4kV倒负荷总进线各项电能参数
记录 | 参数 |
电压 (kV) | 电流 (kA) | 有功功率(kW) | 无功功率(kvar) | 视在功率(kvar) | 功率因数(cosφ) |
滤波补偿装置投入 (单相) | 0.234 | 0.78 | 177.3 | 41.6 | 182 | 0.974 |
滤波补偿装置退出 (单相) | 0.234 | 1.11 | 216 | 142.8 | 256 | 0.834 |
从表2可知,在未投运滤波补偿装置情况下,要获得216kW有功功率,则需要256kVA视在功率,同等平均有功负荷216kW,投入滤波补偿装置后,单相可节省平均容量ΔS=34kVA,三相共节省平均容量102kVA
2 效果检查
自从滤波补偿装置安装投运以来,经过反复测试,证实滤波补偿装置效果明显,表现有以下几个方面:
(1)吸收整流设备产生的大部分高次谐波电流,使之符合国家标准,大大减少对电网污染。
4#变压器0.4kV侧投入滤波补偿装置后,注入系统谐波电流值:5次从23.8A降至12.1A,7次从23.8A降至12.1A,11次从35.8A降至12.1A,13次从47.6A降至24A。
(2)投入滤波补偿装置后,可以提高功率因数,提高供电设备利用率,增容降损。
4#变压器的功率因数由0.834提升至0.974,满负荷时用户可节省变压器容量102kVA,相当于增容了102kVA。
(3)降低能耗,节约用电。
从统计可知,投入滤波补偿装置后可节电5.86kWh/t,按4#变压器生产线年产2万t计算,一年可节电117200kWh。
由于使用滤波补偿装置,能取得较好的社会和经济效益,我们将在该厂2#、3#变压器低压侧安装滤波补偿装置,并且对有谐波源的用户大力推广,对高次谐波超标的用户实行限期整治,要求安装滤波补偿装置。
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