希諾斯公司諧波治理

劉殿超+高斌+馬駿

摘 要：由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生諧波，在電容器回路存在諧波電流，經(jīng)常燒毀設(shè)備，導(dǎo)致電容器組不能投入運(yùn)行，導(dǎo)致用戶功率因數(shù)低。為解決該問題進(jìn)行諧波治理。

關(guān)鍵詞：無功；諧波；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.266

1 具體情況描述

希諾斯公司是我局供電區(qū)域內(nèi)一家以生產(chǎn)陶瓷纖維為產(chǎn)品的企業(yè)，由我局10千伏城政線供電，主要負(fù)載為阻性電弧爐，該公司投入生產(chǎn)后，由于其在生產(chǎn)產(chǎn)品過程中產(chǎn)生大量無功與諧波，導(dǎo)致該公司功率因數(shù)只有0.55左右，后該公司定制兩臺(tái)低壓電容柜安裝投運(yùn)。投運(yùn)幾分鐘內(nèi)控制開關(guān)就相繼燒壞兩個(gè)，更換兩天后，又燒壞了幾個(gè)，于是通知該制造商，其總工第二天親自趕來進(jìn)行檢查，也未找出原因，更換故障開關(guān)并將部分小修后重新投入運(yùn)行，情況依然，只好退出運(yùn)行。在這種情況下該公司向我局提出技術(shù)支持。由局相關(guān)部門抽調(diào)技術(shù)骨干協(xié)助查找問題。

針對(duì)這種現(xiàn)象，我局技術(shù)人員對(duì)各種可能原因進(jìn)行過濾排查，最后大家一致認(rèn)為燒壞控制開關(guān)的原因是通過開關(guān)的瞬間時(shí)電流引起的，而在工頻供電系統(tǒng)中能產(chǎn)生不可控大電流的情況只可能是電器設(shè)備產(chǎn)生的諧波引起的

2 希諾斯公司公司配電系統(tǒng)分析

該公司由10KV線路送電，其變壓器T3帶了三個(gè)磁性調(diào)壓器給阻性電弧爐供電，是廠中最大的用電負(fù)荷；變壓器T1、T2使用其中一臺(tái)，給其他負(fù)載供電，例如廠區(qū)照明、粉石機(jī)等，容量相對(duì)較小。

我們用諧波測(cè)量?jī)x對(duì)該公司負(fù)荷特性做了詳細(xì)的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1、表2：

同時(shí)對(duì)該廠的功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)試，其自然功率因數(shù)僅為0.5左右。

3 低壓電容柜屢次燒壞開關(guān)問題所在

諧波存在情況下，在加入低壓電容補(bǔ)償柜后，因?yàn)檠a(bǔ)償柜電容器容抗和電網(wǎng)阻抗形成一個(gè)并聯(lián)諧振回路，當(dāng)諧波電壓頻率與并聯(lián)諧振回路頻率相同或接近時(shí)，由于電容器對(duì)諧波的阻抗很小，相對(duì)偏低的諧波電壓就會(huì)引起較大的諧波電流，從而發(fā)生諧波放大效應(yīng)，電網(wǎng)和電容器支路就會(huì)流過很大的諧波電流，其數(shù)值甚至達(dá)到電網(wǎng)原有諧波電流的數(shù)十倍，這一強(qiáng)大的電流可導(dǎo)致電氣設(shè)備（尤其是電容器）的損壞。由于后加入系統(tǒng)運(yùn)行的低壓電容補(bǔ)償柜中所選用的控制開關(guān)電氣參數(shù)相對(duì)偏低，因而在運(yùn)行時(shí)總是最先被燒毀。

以5次諧波諧波為對(duì)象經(jīng)理論推算，電路一旦投入電容器后，諧波會(huì)被放大為原來的4.44倍，也就是說流過該低壓電容補(bǔ)償電路的諧波電流是諧波源線路的諧波電流的3.44倍，由于5次諧波電流的含量占到20%左右（見前述實(shí)測(cè)結(jié)果），所以，該低壓電容補(bǔ)償電路將處于嚴(yán)重過載狀態(tài)，而該電路中控制開關(guān)的抗過載能力最弱，這也是造成控制開關(guān)頻繁燒壞的原因。另外在該種狀況下，無功補(bǔ)的越多，反而不一定能提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。所以要進(jìn)行可靠的無功補(bǔ)償，必須對(duì)諧波進(jìn)行濾波。讓諧波電流都通過濾波支路流入濾波器，同時(shí)，濾波支路還能補(bǔ)償一定的基波無功，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。

4 解決問題方法

從測(cè)量的數(shù)據(jù)分析來看，諧波電流以五次最為嚴(yán)重，其次是三次和七次，所以在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，考慮到對(duì)以上諧波的吸收，并考慮到對(duì)變壓器本身的無功補(bǔ)償，在10kV側(cè)裝設(shè)濾波器。

從最小濾波電容安裝容量計(jì)算結(jié)果、最小濾波電抗安裝容量計(jì)算結(jié)果、經(jīng)濟(jì)性分析和制造水平等方面綜合考慮，最終確定濾波器各支路的參數(shù)如下，3次和5次主要根據(jù)諧波容量設(shè)計(jì)，7次除濾波外，還提供主要的無功功率補(bǔ)償。

5 改造后效果評(píng)價(jià)

根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)聯(lián)系廠家進(jìn)行設(shè)備制造，設(shè)備安裝投運(yùn)后我們組織技術(shù)人員再次進(jìn)行了測(cè)試， 線電流，CT變比150：5，電壓諧波總畸變度，在1%以下，諧波電流：主要為3（藍(lán)色），5（紅色）次。

注：該條線路諧波電流實(shí)際限制可根據(jù)短路容量按比例折算

綜合以上測(cè)試數(shù)據(jù)：該條公司諧波電壓合格，諧波電流抑制到很小，線路保護(hù)裝置顯示功率因數(shù)為0.9，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。endprint