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浙江某鑄件廠諧波治理應(yīng)用
一.測(cè)試及試運(yùn)行時(shí)間
2007年6月25日——2007年7月7日，浙江某鑄件廠。
二.檢測(cè)設(shè)備
LINI-T萬(wàn)用表，型號(hào)：UT-56；
LINI-T多功能鉗形電流計(jì)，型號(hào)：UT223；
HWM多功能3相諧波表；
EditCool波形分析軟件；
便攜式計(jì)算機(jī)；
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(fù)荷為冶煉用中頻爐，主要生產(chǎn)電機(jī)機(jī)殼等鑄件。
用戶采用一臺(tái)400kVA、10kV/0.4kV變壓器進(jìn)行供電。
2、用戶用電實(shí)際情況
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，用戶實(shí)際用電情況如下：
空載情況下，用戶側(cè)電壓250V；
滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，用戶側(cè)電壓235V；
滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，用電功率600kW；
滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，用電功率因數(shù)0.97超前；
滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，用電電流910A。
四、諧波治理設(shè)備
采用上海利思電氣有限公司的電力有源濾波器ACTSine 100進(jìn)行諧波治理。
主要技術(shù)指標(biāo)：
■最大補(bǔ)償電流能力400A；
■額定電壓200/380V；
■有效輸出功率100kVA；
■直流側(cè)母線電壓450VDC；
■開關(guān)頻率10kHz。
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五.諧波治理前后的電能質(zhì)量
1、ACTSine投入前情況
采用諧波表對(duì)中頻爐各種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)量，同時(shí)讀取用戶配電柜表頭數(shù)據(jù)，從設(shè)備剛啟動(dòng)到設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，在ACTSine有源濾波器未投入時(shí)，得到的數(shù)據(jù)如下：
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負(fù)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(duì)中頻爐各種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)量，同時(shí)讀取用戶配電柜表頭數(shù)據(jù)，從設(shè)備剛啟動(dòng)到設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)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(fù)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(fù)荷220A時(shí)ACTSine投入前后波形對(duì)比
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圖2 負(fù)荷400A時(shí)ACTSine投入前后波形對(duì)比
圖3 負(fù)荷920A滿載運(yùn)行時(shí)ACTSine投入前后波形對(duì)比
4.情況分析
由于變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)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(guò)程中電流的變化率極大，整個(gè)負(fù)荷的波形呈現(xiàn)直角變化率，波形系數(shù)較差，諧波畸變嚴(yán)重。功率因數(shù)不能滿足要求時(shí)僅僅是由于波形系數(shù)較差引起，不能采用常規(guī)的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)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(duì)本測(cè)試中頻爐檢驗(yàn)表明，此中頻爐不含串聯(lián)電抗器。
由于諧波畸變嚴(yán)重以及變壓器長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，變壓器損耗較大，同時(shí)諧波功率和畸變功率都將造成較大的功率浪費(fèi)。
六.結(jié)論
通過(guò)上海利思電氣有限公司ACTSine有源濾波器的應(yīng)用情況，可以得到以下結(jié)論：
1、ACTSine運(yùn)行穩(wěn)定可靠。從中頻爐晚22時(shí)開爐始至次日早4時(shí)，可連續(xù)運(yùn)行并根據(jù)中頻爐運(yùn)行情況自動(dòng)進(jìn)行諧波補(bǔ)償，從開爐時(shí)小電流到滿負(fù)荷運(yùn)行，都無(wú)須人工調(diào)節(jié)，運(yùn)行可靠，穩(wěn)定性高；
2、對(duì)于中頻爐導(dǎo)致的電流畸變和電壓畸變，ACTSine均具有良好的補(bǔ)償效果，在中頻爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(shí)調(diào)整了負(fù)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(chǎng)的治理和分析，對(duì)比已有報(bào)道的ABB與梅蘭日蘭的電力有源濾波器，本 ACTSine技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
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