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諧波保護裝置在冶金企業的應用

日期:2019-07-09 16:42
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摘要:  3)经KYXBQ谐波保护装置治理谐波电流都得到有效改善,未投入5、7、11次的谐波电流都严重超标,投入后超标的各次谐波电流吸收率都大于80%以上,符合设备设计要求。如5次谐波电流从356A,降止35A左右; 7次谐波电流从182A,降止30A左右, 11次谐波电流从119A,降止18A左右,注入公共点的各次谐波电流均符合国标GB/T 14549-93《電能質量 公用电网谐波》要求。
  精诚铜业主要设备为中频电炉,中频电炉属于典型谐波源,产生大量谐波,造成补偿電容器无法正常投入运行,功率因数达不到供电要求的0.9以上,每月产生无功罚款1.2万元左右,变压器温度在夏季达75度,造成电能浪费,寿命缩短。
  諧波來源
  中頻電爐鑄造車間以0.66kV電壓供電,其主要負荷爲6脈動整流中頻爐,整流設備在工作中在把交流變爲直流的同時産生大量的諧波,屬典型諧波源;諧波電流注入電網,在電網阻抗上産生諧波電壓,引起電網電壓電流畸變,影響供電質量及運行安全,使線路損耗及電壓偏移增加,對電網和工廠本身電氣設備均會産生不佳的影響。
  諧波分析
  1)中頻爐的整流裝置爲6脈動可控整流;
  2)整流裝置所産生的諧波爲6K+1次奇次諧波,采用傅立葉級數對電流進行分解變換,可知電流波形含有6K±1次高次諧波,根據對中頻爐的測試數據。
  中頻爐在工作過程中,産生大量的諧波,針對中頻爐的測試及計算結果,特征諧波主要以5次爲大,7次,11次,13次諧波電流比較大,電壓電流畸變嚴重。
  基礎數據
  1)中頻爐參數:中頻爐由一台變壓器獨立供電,容量爲2噸,視在功率S=2000KVA,有功功率爲P=1800KW,無功功率爲Q=1020KAR,功率因數爲PF=0.87,供電電壓U=660V,工作電流I=1750A。
  2)變壓器參數:變壓器型號爲S11-2500KVA,電壓爲10000V/660V,額定電流爲I=2186A。
  3)實際運行參數:視在功率S=700KVA-2200KVA,有功功率爲P=600KW-2000KW,無功功率爲Q=550KAR-1150KAR,功率因數爲PF=0.6-0.93,工作電流I=430A-1924A
  諧波治理方案
  根据企业实际情况,上海坤友电气有限公司针对中频炉谐波治理设计了整套滤波方案,综合考虑负荷功率因数、谐波吸收,在企业变压器2500KVA、0.66 KV低压侧安装一套KYXBQ谐波保护装置对谐波进行治理。
  1)在0.66KV系统运行方式下,KYXBQ谐波保护装置投运后,KYXBQ谐波保护装置吸收点处某次谐波的幅值及含有量都有大幅度下降,功率因数0.95以上。
  2)不因为投入KYXBQ谐波保护装置而引起某次谐波的谐振或谐振过电压、过电流。
  方案確定
  由于中頻爐在工作過程中諧波較大,如5次諧波達到了基波電流的21.5%,對電網、設備本身和其它用戶都造成了不同程度的影響。另外,考慮設備的功率因數特點,在設計時要做到諧波消除補償無功提高功率因數等。
  針對設備的特性,上海坤友電氣有限公司爲精誠銅業在變壓器0.66KV側設計、安裝一套KYXBQ諧波保護裝置,濾波兼無功補償,它的主要作用:改善供電系統的穩定性;抑制諧波電流以減少諧波造成的危害。
  中频炉工作过程可分为初加热过程和正常工作过程,初加热过程持续时间短,但高次谐波比较丰富,设计时要考虑各滤波支路不会对高次谐波放大,而在整个过程中正常工作占大部分时间,其中正常工作过程时电流大,谐波含量大。从测试数据看主要谐波成分是5次 、7次、11次、13次其中以5次谐波为大,电压畸变严重。
  治理效果
  1)KYXBQ諧波保護裝置投入運行,自動跟蹤中頻爐的各種負載設備變化,使各次諧波得到有效濾除。
  2)未治理前电压总畸变率(THD)严重超出国标5%的限值要求。经治理, 电压总畸变率(THD)从原来的15.6%降至3.4%,各次谐波都符合国标GB/T 14549-93《電能質量 公用电网谐波》标准要求。
  3)经KYXBQ谐波保护装置治理谐波电流都得到有效改善,未投入5、7、11次的谐波电流都严重超标,投入后超标的各次谐波电流吸收率都大于80%以上,符合设备设计要求。如5次谐波电流从356A,降止35A左右; 7次谐波电流从182A,降止30A左右, 11次谐波电流从119A,降止18A左右,注入公共点的各次谐波电流均符合国标GB/T 14549-93《電能質量 公用电网谐波》要求。
  4)KYXBQ諧波保護裝置投入後系統的功率因數得到大幅提高,供電系統0.66KV側從原來的0.87左右提到0.95以上,有功功率、視在功率、無功功率都得到節省,有效降低用電設備和供電線路的損耗。
  5)諧波治理後變壓器溫度由原來的75度降低到50度,節省了大量電能,變壓器使用壽命延長。
  6)通过治后有效改善了中频炉的供电電能質量,提高了中频电源的利用率,有利于系统长期安全经济运行带来经济效益的提升。

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