軋機(jī)設(shè)備的諧波治理與無功補(bǔ)償案例
一、項(xiàng)目背景
某鋼管廠現(xiàn)擁有∮50一條冷軋生產(chǎn)線，∮89、∮108、∮340三條熱軋生產(chǎn)線，兩套油管加工線及全水平連鑄和弧形連鑄兩套圓管坯生產(chǎn)系統(tǒng)，主要生產(chǎn)無縫鋼管，2010年，生產(chǎn)150萬噸鋼，120萬噸管，專用管比達(dá)到72％以上，出口40％以上，實(shí)現(xiàn)年銷售收入70億元，利潤7億元以上。
二、輸配電設(shè)備諧波問題
1.變壓器參數(shù)：ZS9－3000／6.36.3KV／0.75KV7.91％。
2.該廠采用了直流軋機(jī)等非線性負(fù)載設(shè)備，工作時(shí)產(chǎn)生大量諧波對系統(tǒng)及附近電網(wǎng)造成了較大的影響，同時(shí)造成許多損耗，這不僅影響了廣大電力用戶的用電**，而且對電力系統(tǒng)中一些主要設(shè)備也產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，影響了電力系統(tǒng)的**穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本次諧波治理為分廠三連軋三臺主變。
1.總投資：投資KYLB低壓濾波補(bǔ)償裝置3套，總計(jì)60萬元。
KYLB低壓濾波補(bǔ)償裝置投入后，諧波電壓畸變率由7.3％降到了3.6％，諧波電流畸變率也由26.0％降到了7％，各次諧波均在國標(biāo)允許值以內(nèi)。系統(tǒng)功率因數(shù)也從0.8提升到了0.96，KYLB低壓濾波補(bǔ)償裝置投入后，系統(tǒng)消耗的總無功功率減少了2520KVAR，系統(tǒng)消耗的有功功率減少了226KW，相當(dāng)于每月節(jié)約電度約10萬度（電度＝功率×16小時(shí)×30天數(shù)）。
3.經(jīng)濟(jì)效益。
（1）線路頻率損后的節(jié)電
設(shè)衡鋼6KV線路大負(fù)荷全年耗電時(shí)間為5000小時(shí)（τ），線路電能損耗于傳輸電能比為0.08以δ表示。則補(bǔ)償后的全年節(jié)電量：△WL＝SL×COSφ1×δ×τ×｛1－【COSφ1／COSφ2】2｝＝0.8×9000×0.85×0.08×5000×【1－（0.8／0.96）2】＝748000（KW·H）
注：0.85為主變負(fù)荷率
（2）補(bǔ)償后3臺變壓器全年節(jié)電量：
△WT＝3×△PD×（S1／S2）2×τ×【1－（COSφ1／COSφ2）2】＝304×｛（0.8×9000）／9000｝2×5000×0.305＝295728（KW·H）
式中PD為變壓器總短路損耗，為304KW
（3）補(bǔ)償投入后的全年總的節(jié)電效果：
△W＝△WL＋△WT＝748000＋295728＝1043728（KW·H）＝1043728X0.5元＝52.2萬元
式中：電費(fèi)按0.5元／度，負(fù)荷1年工作時(shí)間為5000小時(shí)
（4）力率電費(fèi)的節(jié)約：
用戶全年應(yīng)交納的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)約為：（以當(dāng)?shù)毓╇娋止β室驍?shù)考核點(diǎn)為0.9計(jì)算，補(bǔ)償前用戶系統(tǒng)的功率因數(shù)為0.84，則功率因數(shù)罰款力率為＋3％。），
力率電費(fèi)＝有功電費(fèi)×力率＝有功功率×全年工作小時(shí)×電費(fèi)單價(jià)×力率＝6120×5000×0.5×3％＝45.9萬元，
因KYLB低壓濾波補(bǔ)償裝置投入后，系統(tǒng)功率因數(shù)達(dá)到了功率因數(shù)考核點(diǎn)0.9以上，故不會(huì)再產(chǎn)生功率因數(shù)罰款電費(fèi)，即節(jié)約電費(fèi)45.9萬元。
（5）合計(jì)全年節(jié)約電費(fèi)：52.2＋45.9＝98.1萬元。
4.投資回收期。
投資回收期約為：84／98.1＝10.3個(gè)月。
通過安裝上海坤友電氣有限公司的KYLB低壓濾波補(bǔ)償裝置：
（1）有效抑制了諧波，改善了用戶用電質(zhì)量，提高了用戶用電設(shè)備的使用壽命；同時(shí)，減少了諧波對電網(wǎng)的沖擊，有效治理了諧波污染，在節(jié)能減排過程中，取得重大社會(huì)效益；
（2）由于投入的設(shè)備具有一定的節(jié)能效果，以及通過無功補(bǔ)償，提高了功率因數(shù)，全年節(jié)電效益明顯，僅節(jié)電一項(xiàng)，可使投資在10.3個(gè)月內(nèi)得以回收。
