廣東光達(dá)電氣有限公司主要從事電能質(zhì)量問題的成套裝置的研究開發(fā)與生產(chǎn)制造，供應(yīng)快速投切無功補償裝置，業(yè)務(wù)涵蓋無功補償、諧波治理和變頻節(jié)能。低壓電容補償柜兼濾波裝置，為你解決功率因素不達(dá)標(biāo)、提高供配電系統(tǒng)的利用率、穩(wěn)定網(wǎng)壓，改善運行條件、濾除諧波，凈化電網(wǎng)、自動補償，實現(xiàn)無人值守、減低供配電損耗，獲得節(jié)能效益、減少變壓器溫升和損耗。承接低壓電容補償柜、諧波治理、變頻節(jié)能相關(guān)的成套方案設(shè)計。
濾波補償裝置在中頻爐的應(yīng)用
一、中頻電爐概述
中頻電爐鑄造車間以0.66kV電壓供電，其主要負(fù)荷為6脈動整流中頻爐，整流設(shè)備在工作中在把交流變?yōu)橹绷鞯耐瑫r產(chǎn)生大量的諧波，屬典型諧波源；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)備均會產(chǎn)生不良的影響。
1、中頻原理
三相橋式全波整流電路將工頻50HZ整流成脈動的直流電，可以調(diào)節(jié)的直流電壓Ud,來調(diào)節(jié)負(fù)載電流。LD為濾波電抗，是把工頻和中頻網(wǎng)絡(luò)隔開，并把直流電流濾成平化的波形。逆變電路是8只晶閘管組成單相橋式逆變電路，它將直流電流逆變?yōu)榻涣髦蓄l電流，并將它送入負(fù)載。負(fù)載電路是爐圈與電熱電容組成并聯(lián)諧振。逆變電路的輸出頻率受負(fù)載電路振蕩頻率控制，工作在略高于負(fù)載振蕩頻率。
并聯(lián)變頻電路對負(fù)載的適應(yīng)能力特別強，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種電路，主要是用作中頻熔煉和透熱的電源。
特征諧波分析
1） 中頻爐的整流裝置為6脈動可控整流；
2） 整流裝置所產(chǎn)生的諧波為6K 1次奇次諧波，采用傅立葉級數(shù)對電流進行分解變換，可知電流波形含有6K±1次高次諧波，根據(jù)對中頻爐的測試數(shù)據(jù)，其諧波電流含有量見下表：
6脈動橋式換流器諧波電流含有量：（In/I1）
中頻爐在工作過程中，產(chǎn)生大量的諧波，針對中頻爐的測試及計算結(jié)果，特征諧波主要以5次為最大，7次，11次，13次諧波電流比較大，電壓電流畸變嚴(yán)重。
二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
1、中頻爐參數(shù)：中頻爐由一臺變壓器獨立供電，容量為2噸，視在功率S=2000KVA，有功功率為P=1800KW，無功功率為Q=1020KAR，功率因數(shù)為PF=0.87，供電電壓U=660V，工作電流I=1750A。
2、變壓器參數(shù)：變壓器型號為S11-2500KVA，電壓為10000V/660V，額定電流為I=2186A。
3、實際運行參數(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=0.6-0.93，工作電流I=430A-1924A
三、治理方案
1、 治理目標(biāo)
根據(jù)企業(yè)實際情況，我公司針對中頻爐諧波治理設(shè)計了整套濾波方案，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行治理。
濾波裝置諧波電流的設(shè)計滿足國標(biāo)GB/T14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的管理規(guī)定。
l在0.66KV系統(tǒng)運行方式下，濾波設(shè)備投運后，濾波器吸收點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。
不因為投入濾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
由于中頻爐在工作過程中諧波較大，如5次諧波達(dá)到了基波電流的21.5%，對電網(wǎng)、設(shè)備本身和其它用戶都造成了不同程度的影響。另外，考慮設(shè)備的功率因數(shù)特點，在設(shè)計時要做到諧波消除補償無功提高功率因數(shù)等。
針對設(shè)備的特性本方案采用濾波兼無功補償?shù)姆绞?，它的主要作用：改善供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性；抑制諧波電流以減少諧波造成的危害。
中頻爐工作過程可分為初加熱過程和正常工作過程，初加熱過程持續(xù)時間短，但高次諧波比較豐富，設(shè)計時要考慮各濾波支路不會對高次諧波放大，而在整個過程中正常工作占大部分時間，其中正常工作過程時電流大，諧波含量大。從測試數(shù)據(jù)看主要諧波成分是5次 、7次、11次、13次其中以5次諧波為最大，電壓畸變嚴(yán)重。綜上因素考慮濾波裝置設(shè)計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是否產(chǎn)生非特征頻率的諧振進行分析，并最終確定回路的參數(shù)。
3、技術(shù)特點
針對用戶系統(tǒng)諧波無功專門設(shè)計制造，消除特性諧波補償無功功率，濾波效果明顯。
對于5、7、11次諧波電流吸收率達(dá)到75%以上，諧波滿足 GB/T14549-93要求。
根據(jù)諧波源的特性設(shè)定濾波器的投切方式和控制策略。
檢測系統(tǒng)情況，按照負(fù)荷的無功電流、諧波電流進行實現(xiàn)跟蹤。
使受電功率因數(shù)提高到0.95以上，降低配電網(wǎng)的線損、增加配電變壓器的承載效率。
補償過程中電網(wǎng)電壓波動滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/12326-90要求
裝置保護措施：過電壓保護、過電流保護、欠電壓保護、接地保護、過熱保護。
補償裝置系統(tǒng)總功率損耗：P損小于1.5%*Q總。
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