案例詳情
諧波保護(hù)裝置在冶金企業(yè)的應(yīng)用
日期：2024-12-27 13:14
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摘要： 3)經(jīng)KYXBQ諧波保護(hù)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(yán)重超標(biāo)，投入后超標(biāo)的各次諧波電流吸收率都大于80%以上，符合設(shè)備設(shè)計(jì)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(diǎn)的各次諧波電流均符合國(guó)標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》要求。
精誠(chéng)銅業(yè)主要設(shè)備為中頻電爐，中頻電爐屬于典型諧波源，產(chǎn)生大量諧波，造成補(bǔ)償電容器無法正常投入運(yùn)行，功率因數(shù)達(dá)不到供電要求的0.9以上，每月產(chǎn)生無功罰款1.2萬元左右，變壓器溫度在夏季達(dá)75度，造成電能浪費(fèi)，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(fù)荷為6脈動(dòng)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(shí)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(yùn)行**，使線路損耗及電壓偏移增加，對(duì)電網(wǎng)和工廠本身電氣設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生**的影響。
諧波分析
1）中頻爐的整流裝置為6脈動(dòng)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(jí)數(shù)對(duì)電流進(jìn)行分解變換，可知電流波形含有6K±1次高次諧波，根據(jù)對(duì)中頻爐的測(cè)試數(shù)據(jù)。
中頻爐在工作過程中，產(chǎn)生大量的諧波，針對(duì)中頻爐的測(cè)試及計(jì)算結(jié)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(yán)重。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
1)中頻爐參數(shù)：中頻爐由一臺(tái)變壓器獨(dú)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(hào)為S11-2500KVA，電壓為10000V/660V，額定電流為I=2186A。
3)實(shí)際運(yùn)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
諧波治理方案
根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，上海坤友電氣有限公司針對(duì)中頻爐諧波治理設(shè)計(jì)了整套濾波方案，綜合考慮負(fù)荷功率因數(shù)、諧波吸收，在企業(yè)變壓器2500KVA、0.66 KV低壓側(cè)安裝一套KYXBQ諧波保護(hù)裝置對(duì)諧波進(jìn)行治理。
1)在0.66KV系統(tǒng)運(yùn)行方式下，KYXBQ諧波保護(hù)裝置投運(yùn)后，KYXBQ諧波保護(hù)裝置吸收點(diǎn)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。
2)不因?yàn)橥度隟YXBQ諧波保護(hù)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(dá)到了基波電流的21.5%，對(duì)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(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)要做到諧波消除補(bǔ)償無功提高功率因數(shù)等。
針對(duì)設(shè)備的特性，上海坤友電氣有限公司為精誠(chéng)銅業(yè)在變壓器0.66KV側(cè)設(shè)計(jì)、安裝一套KYXBQ諧波保護(hù)裝置，濾波兼無功補(bǔ)償，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(shí)間短，但高次諧波比較豐富，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各濾波支路不會(huì)對(duì)高次諧波放大，而在整個(gè)過程中正常工作占大部分時(shí)間，其中正常工作過程時(shí)電流大，諧波含量大。從測(cè)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次諧波為大，電壓畸變嚴(yán)重。
治理效果
1)KYXBQ諧波保護(hù)裝置投入運(yùn)行，自動(dòng)跟蹤中頻爐的各種負(fù)載設(shè)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(yán)重超出國(guó)標(biāo)5%的限值要求。經(jīng)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(guó)標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)要求。
3)經(jīng)KYXBQ諧波保護(hù)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(yán)重超標(biāo)，投入后超標(biāo)的各次諧波電流吸收率都大于80%以上，符合設(shè)備設(shè)計(jì)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(diǎn)的各次諧波電流均符合國(guó)標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》要求。
4)KYXBQ諧波保護(hù)裝置投入后系統(tǒng)的功率因數(shù)得到大幅提高，供電系統(tǒng)0.66KV側(cè)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(jié)省，有效降低用電設(shè)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(jié)省了大量電能，變壓器使用壽命延長(zhǎng)。
6)通過治后有效改善了中頻爐的供電電能質(zhì)量，提高了中頻電源的利用率，有利于系統(tǒng)長(zhǎng)期**經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來經(jīng)濟(jì)效益的提升。
諧波來源
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(dòng)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(shí)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(yùn)行**，使線路損耗及電壓偏移增加，對(duì)電網(wǎng)和工廠本身電氣設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生**的影響。
諧波分析
1）中頻爐的整流裝置為6脈動(dòng)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(jí)數(shù)對(duì)電流進(jìn)行分解變換，可知電流波形含有6K±1次高次諧波，根據(jù)對(duì)中頻爐的測(cè)試數(shù)據(jù)。
中頻爐在工作過程中，產(chǎn)生大量的諧波，針對(duì)中頻爐的測(cè)試及計(jì)算結(jié)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(yán)重。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
1)中頻爐參數(shù)：中頻爐由一臺(tái)變壓器獨(dú)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(hào)為S11-2500KVA，電壓為10000V/660V，額定電流為I=2186A。
3)實(shí)際運(yùn)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
諧波治理方案
根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，上海坤友電氣有限公司針對(duì)中頻爐諧波治理設(shè)計(jì)了整套濾波方案，綜合考慮負(fù)荷功率因數(shù)、諧波吸收，在企業(yè)變壓器2500KVA、0.66 KV低壓側(cè)安裝一套KYXBQ諧波保護(hù)裝置對(duì)諧波進(jìn)行治理。
1)在0.66KV系統(tǒng)運(yùn)行方式下，KYXBQ諧波保護(hù)裝置投運(yùn)后，KYXBQ諧波保護(hù)裝置吸收點(diǎn)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。
2)不因?yàn)橥度隟YXBQ諧波保護(hù)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(dá)到了基波電流的21.5%，對(duì)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(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)要做到諧波消除補(bǔ)償無功提高功率因數(shù)等。
針對(duì)設(shè)備的特性，上海坤友電氣有限公司為精誠(chéng)銅業(yè)在變壓器0.66KV側(cè)設(shè)計(jì)、安裝一套KYXBQ諧波保護(hù)裝置，濾波兼無功補(bǔ)償，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(shí)間短，但高次諧波比較豐富，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各濾波支路不會(huì)對(duì)高次諧波放大，而在整個(gè)過程中正常工作占大部分時(shí)間，其中正常工作過程時(shí)電流大，諧波含量大。從測(cè)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次諧波為大，電壓畸變嚴(yán)重。
治理效果
1)KYXBQ諧波保護(hù)裝置投入運(yùn)行，自動(dòng)跟蹤中頻爐的各種負(fù)載設(shè)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(yán)重超出國(guó)標(biāo)5%的限值要求。經(jīng)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(guó)標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)要求。
3)經(jīng)KYXBQ諧波保護(hù)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(yán)重超標(biāo)，投入后超標(biāo)的各次諧波電流吸收率都大于80%以上，符合設(shè)備設(shè)計(jì)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(diǎn)的各次諧波電流均符合國(guó)標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》要求。
4)KYXBQ諧波保護(hù)裝置投入后系統(tǒng)的功率因數(shù)得到大幅提高，供電系統(tǒng)0.66KV側(cè)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(jié)省，有效降低用電設(shè)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(jié)省了大量電能，變壓器使用壽命延長(zhǎng)。
6)通過治后有效改善了中頻爐的供電電能質(zhì)量，提高了中頻電源的利用率，有利于系統(tǒng)長(zhǎng)期**經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來經(jīng)濟(jì)效益的提升。
