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浙江某鑄件廠諧波治理應用
一.測試及試運行時間
2007年6月25日——2007年7月7日，浙江某鑄件廠。
二.檢測設備
LINI-T萬用表，型號：UT-56；
LINI-T多功能鉗形電流計，型號：UT223；
HWM多功能3相諧波表；
EditCool波形分析軟件；
便攜式計算機；
MG8型SDD鉗形互感器
三、用戶情況
1、用戶供配電情況
用戶主要負荷為冶煉用中頻爐，主要生產電機機殼等鑄件。
用戶采用一臺400kVA、10kV/0.4kV變壓器進行供電。
2、用戶用電實際情況
經(jīng)現(xiàn)場實際測量，用戶實際用電情況如下：
空載情況下，用戶側電壓250V；
滿負荷運行時，用戶側電壓235V；
滿負荷運行時，用電功率600kW；
滿負荷運行時，用電功率因數(shù)0.97超前；
滿負荷運行時，用電電流910A。
四、諧波治理設備
采用上海利思電氣有限公司的電力有源濾波器ACTSine 100進行諧波治理。
主要技術指標：
■最大補償電流能力400A；
■額定電壓200/380V；
■有效輸出功率100kVA；
■直流側母線電壓450VDC；
■開關頻率10kHz。
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五.諧波治理前后的電能質量
1、ACTSine投入前情況
采用諧波表對中頻爐各種運行狀態(tài)進行了測量，同時讀取用戶配電柜表頭數(shù)據(jù)，從設備剛啟動到設備滿負荷運行，在ACTSine有源濾波器未投入時，得到的數(shù)據(jù)如下：
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負荷電流 |
電壓 |
有功功率 |
功率因數(shù) |
電壓畸變率THDv |
電流畸變率THDi |
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220A |
252V |
166kW |
0.60滯后 |
6% |
30% |
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400A |
240V |
300kW |
0.97超前 |
7.3% |
28.3% |
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905A |
235V |
600kW |
0.97超前 |
10% |
24.5% |
*注：用戶表頭讀數(shù)有一定的誤差，屬于正常誤差范圍。
2、ACTSine投入后情況
采用諧波表對中頻爐各種運行狀態(tài)進行了測量，同時讀取用戶配電柜表頭數(shù)據(jù)，從設備剛啟動到設備滿負荷運行，在ACTSine有源濾波器投入后，得到的數(shù)據(jù)如下：
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負荷電流 |
電壓 |
有功功率 |
功率因數(shù) |
電壓畸變率THDv |
電流畸變率THDi |
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220A |
248V |
160kW |
0.8滯后 |
5.8% |
27% |
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400A |
240V |
300kW |
0.99滯后 |
6% |
11.5% |
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905A |
235V |
600kW |
0.99滯后 |
7.5% |
8.8% |
3.錄波波形
圖1 負荷220A時ACTSine投入前后波形對比
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圖2 負荷400A時ACTSine投入前后波形對比
圖3 負荷920A滿載運行時ACTSine投入前后波形對比
4.情況分析
由于變壓器超負荷運行，導致電壓畸變，從而諧波也大大增加；此外，六脈相整流的控制使得晶閘管的換相過程中電流的變化率極大，整個負荷的波形呈現(xiàn)直角變化率，波形系數(shù)較差，諧波畸變嚴重。功率因數(shù)不能滿足要求時僅僅是由于波形系數(shù)較差引起，不能采用常規(guī)的無功功率補償設備進行補償。
一般中頻爐在整流部分和中頻變換部分之間通常串聯(lián)有電抗器，以防止中頻部分返回電網(wǎng)形成諧波污染，對本測試中頻爐檢驗表明，此中頻爐不含串聯(lián)電抗器。
由于諧波畸變嚴重以及變壓器長時間超負荷運行，變壓器損耗較大，同時諧波功率和畸變功率都將造成較大的功率浪費。
六.結論
通過上海利思電氣有限公司ACTSine有源濾波器的應用情況，可以得到以下結論：
1、ACTSine運行穩(wěn)定可靠。從中頻爐晚22時開爐始至次日早4時，可連續(xù)運行并根據(jù)中頻爐運行情況自動進行諧波補償，從開爐時小電流到滿負荷運行，都無須人工調節(jié)，運行可靠，穩(wěn)定性高；
2、對于中頻爐導致的電流畸變和電壓畸變，ACTSine均具有良好的補償效果，在中頻爐滿負荷運行時，電流畸變率由24.5%降為8.8%，電壓畸變率由10%降為5%，大大降低了諧波水平；
3、ACTSine同時調整了負荷功率因數(shù)，降低了變壓器的諧波功率損耗和畸變功率損耗，可以大大降低網(wǎng)損和變壓器損耗；
4、根據(jù)現(xiàn)場的治理和分析，對比已有報道的ABB與梅蘭日蘭的電力有源濾波器，本 ACTSine技術已達到世界先進水平。
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