低压无功补偿兼谐波治理装置LGTBBL

研制生产的低压谐波滤除装置是专用于低压电网3次、5次、7次、11次、13次及以上的谐波无源滤波装置。适用于中频冶炼、变频、轧钢、整流设备等的环境。该装置采用了电感和电容器组成串联谐振吸收回路，有效的将负载产生的谐波加以吸收，从而避免将谐波电流返送到电力变压器，大大降低电网的谐波量，同时有利于用户电力变压器的运行，降低功耗，提高设备和其它电器组件的可靠性。此外该设备还提供一定容量的无功功率补偿，提高用户负载的运行效率。该装置分综合控制柜和电抗柜，视用户要求不同，配置的滤除谐波次数也不同。通常一套LGTBBL系统可滤除5种谐波。系统的操作可分自动运行和手动操作。

 根据用户提供的供电系统资料可知，该配电系统中频生产线上现有供电变压器1台，容量均为1600KVA，低压单母线运行，电压变比为10/0.4，带3台大功率中频电炉。由于中频机采用的是晶闸管整流技术，在工作时不同程度地产生了一定的谐波发生量，根据用户提供的参数及我公司对其它同类型项目的谐波测试数据分析可知，中频机工作时，在用户配电系统中，3次谐波电流含量可达到7%以上，5次谐波电流含量可达到22%以上，7次谐波电流也可达18%以上，谐波电流及谐波电压畸变率将会远远超出国标《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549-93的国家标准限值。高次谐波电流注入上端10KV电网，将导致电力系统中高次谐波含量迅速增长，引起供电电压波形畸变，增加了线损和用电设备的损耗，造成了多余的能耗，同时影响电网其他用电设备的正常运行，降低了电能质量，对设备的安全运行造成了安全隐患。同时由于设备运行时随着负荷的变化功率因数变化也较大，低负荷时只有0.75左右，这将产生多余的无功损耗，给用户造成较大无功罚款，使用户蒙受了较大的电费损失。

为了保证设备正常运行、供电系统可靠供电和节约电能，需要对该设备采取抑制谐波电流的技术措施，同时考虑补偿基波无功功率。根据我国有关电网电压质量的标准规定，以及目前国内外在谐波治理方面的研究成果，采用滤波兼动态补偿技术方案，针对该整流产生的特征谐波分别设置滤波回路，吸收谐波电流，同时也起到补偿基波无功功率、节约电能的作用。

公司生产的谐波治理设备具有动态跟随负荷的变化的特性，能有效提高电网的电能质量、功率因数和节约电能，同时提高整个用电系统运行的可靠性及设备运行效率，降低运行成本和设备维护费用，延长设备的使用寿命，给用户带来明显的经济效益。

 表一　谐波发生量（估算值，以其它同类型用户作参考）

2.4.1滤波方案设计、仿真分析及设备选型（单个绕组侧）

2.4.1.1基波补偿容量及安装容量的确定

根据测试数据显示目前中频机以及部分生产装置功率因数,以如下公式计算出需要补偿的无功功率(总功率P取1200KW，PF=0.75)。

Q＝P（－）

　计及滤波电抗的滞后无功作用，取补偿后的COS=0.95　得到需补偿760kVar。

根据用户提供的现场技术参数、技术要求，以及我公司谐波数据分析，结合我公司以往对其它同类型项目的设计经验，通过计算、修正及仿真，本方案设计在变压器的低压绕组侧各加装一套滤波补偿装置，设计单套滤波装置基波补偿容量为760kvar（能满足用户月平均功率因数在0.95以上），装置共分为3，5，7次3条滤波支路。由于考滤到滤波装置投入后吸收大量谐波电流注入各滤波支路，因此滤波装置在满足基本补偿容量的同时，必须得加大安装容量，本方案设计系统总安装容量为1260kvar。

 

滤波装置投入后系统稳定，不会与用户供电系统发生整数次的特征谐波放大，且对系统的5次谐波吸收率达到了75%以上，7次谐波电流吸率都达到了75%，11次谐波电流吸收率达到了60%，11次以上谐波电流平均吸收率也达到了40%以上。

 

设备投入后中频机进线侧效果分析

以上分析表明：滤波设备投入运行稳定，滤波效果明显，可以达到国标要求，平均功率因数可以达到0.95以上。