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諧波保護裝置在冶金企業的應用

日期:2021-06-04 20:34
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摘要:  3)經KYXBQ諧波保護裝置治理諧波電流都得到有效改善,未投入5、7、11次的諧波電流都嚴重超標,投入后超標的各次諧波電流吸收率都大于80%以上,符合設備設計要求。如5次諧波電流從356A,降止35A左右; 7次諧波電流從182A,降止30A左右, 11次諧波電流從119A,降止18A左右,注入公共點的各次諧波電流均符合國標GB/T 14549-93《電能質量 公用電網諧波》要求。
精誠銅業主要設備為中頻電爐,中頻電爐屬于典型諧波源,產生大量諧波,造成補償電容器無法正常投入運行,功率因數達不到供電要求的0.9以上,每月產生無功罰款1.2萬元左右,變壓器溫度在夏季達75度,造成電能浪費,壽命縮短。
諧波來源
中頻電爐鑄造車間以0.66kV電壓供電,其主要負荷為6脈動整流中頻爐,整流設備在工作中在把交流變為直流的同時產生大量的諧波,屬典型諧波源;諧波電流注入電網,在電網阻抗上產生諧波電壓,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產生不佳的影響。
諧波分析
1)中頻爐的整流裝置為6脈動可控整流;
2)整流裝置所產生的諧波為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,產生大量的諧波,針對中頻爐的測試及計算結果,特征諧波主要以5次為大,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,功率因數為PF=0.87,供電電壓U=660V,工作電流I=1750A。
2)變壓器參數:變壓器型號為S11-2500KVA,電壓為10000V/660V,額定電流為I=2186A。
3)實際運行參數:視在功率S=700KVA-2200KVA,有功功率為P=600KW-2000KW,無功功率為Q=550KAR-1150KAR,功率因數為PF=0.6-0.93,工作電流I=430A-1924A
諧波治理方案
根據企業實際情況,上海坤友電氣有限公司針對中頻爐諧波治理設計了整套濾波方案,綜合考慮負荷功率因數、諧波吸收,在企業變壓器2500KVA、0.66 KV低壓側安裝一套KYXBQ諧波保護裝置對諧波進行治理。
  1)在0.66KV系統運行方式下,KYXBQ諧波保護裝置投運后,KYXBQ諧波保護裝置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0.95以上。
  2)不因為投入KYXBQ諧波保護裝置而引起某次諧波的諧振或諧振過電壓、過電流。
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為精誠銅業在變壓器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,初加熱過程持續時間短,但高次諧波比較豐富,設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。從測試數據看主要諧波成分是5次 、7次、11次、13次其中以5次諧波為大,電壓畸變嚴重。
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)未治理前電壓總畸變率(THD)嚴重超出國標5%的限值要求。經治理, 電壓總畸變率(THD)從原來的15.6%降至3.4%,各次諧波都符合國標GB/T 14549-93《電能質量 公用電網諧波》標準要求。
3)經KYXBQ諧波保護裝置治理諧波電流都得到有效改善,未投入5、7、11次的諧波電流都嚴重超標,投入后超標的各次諧波電流吸收率都大于80%以上,符合設備設計要求。如5次諧波電流從356A,降止35A左右; 7次諧波電流從182A,降止30A左右, 11次諧波電流從119A,降止18A左右,注入公共點的各次諧波電流均符合國標GB/T 14549-93《電能質量 公用電網諧波》要求。
4)KYXBQ諧波保護裝置投入后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)諧波治理后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)通過治后有效改善了中頻爐的供電電能質量,提高了中頻電源的利用率,有利于系統長期安全經濟運行帶來經濟效益的提升。

滬公網安備 31011302004101號

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