谈高次谐波整治

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     由于谐波干扰，许多用户的无功补偿电容器难以正常使用，损坏率高，为此我们选择中山市的用电大户进行试点开展谐波整治。   
     某厂的生产工艺是采用高频焊管、整流设备等，这些用电设备都产生高次谐波污染电网。该厂由于高次谐波影响，功率因数低于0.9，投入电容器时电容器容易烧毁，用电设备和变压器容易发热，消耗电能，电费支出很大。




1　谐波测试   
(1)运行方式和测量方式：   
该厂装有4台变压器，其中谐波源主要在2#、3#、4#变压器，变压器容量分别为：1250kVA、1600kVA、1600kVA，选择谐波源较多的4＃变压器0.4kV侧总出线上进行电压、电流测量。   
(2)测量结果：   
在正常运行情况下(即补偿电容投入运行)，4＃变压器5、7、11次谐波电流超过国家标准，而补偿电容退出运行时，4#变压器0.4kV侧谐波电流大大降低，从两种运行方式对比可看出，该厂补偿电容投入运行后对谐波电流起放大作用，致使电压、电流波形畸变严重。此次测量时，4＃主变只有50％左右的负荷，实际谐波值可能比测量值要大。   
(3)制定对策：   
针对该厂高频焊管和整流设备产生的高次谐波超过国家标准，污染电网，为此设计了一套滤波补偿装置使高次谐波不超过国家标准，达到了降损节能。滤波装置的设计方案见表1。   
表1　4#变滤波补偿装置设计方案   
　  



参数
支路

  
  
5支路

  
额定电压(kV)
0.4

  
运行相电压(kV)
0.23

  
最大支路电流(A)
480

  
无功补偿功率(kvar)
320

  
滤波效果
80%

  
电路综合谐振点
4.8

  
调谐系数
Q=20

电容器
额定容量(kvar)
504

电抗器
额定电流(A)
600

电感值(H)
6.8E-5
(4)滤波装置安装后，经调试测出数据见表2：   
表2　4#变0.4kV倒负荷总进线各项电能参数   
　  



记录
参数

电压
(kV)
电流
(kA)
有功功率(kW)
无功功率(kvar)
视在功率(kvar)
功率因数(cosφ)

滤波补偿装置投入
(单相)
0.234
0.78
177.3
41.6
182
0.974

滤波补偿装置退出
(单相)
0.234
1.11
216
142.8
256
0.834
从表2可知，在未投运滤波补偿装置情况下，要获得216kW有功功率，则需要256kVA视在功率，同等平均有功负荷216kW，投入滤波补偿装置后，单相可节省平均容量ΔS=34kVA，三相共节省平均容量102kVA   
2　效果检查   
自从滤波补偿装置安装投运以来，经过反复测试，证明滤波补偿装置效果明显，表现有以下几个方面：   
(1)吸收整流设备产生的大部分高次谐波电流，使之符合国家标准，大大减少对电网污染。   
4＃变压器0.4kV侧投入滤波补偿装置后，注入系统谐波电流值：5次从23.8A降至12.1A，7次从23.8A降至12.1A，11次从35.8A降至12.1A，13次从47.6A降至24A。   
(2)投入滤波补偿装置后，可以提高功率因数，提高供电设备利用率，增容降损。   
4＃变压器的功率因数由0.834提升至0.974，满负荷时用户可节省变压器容量102kVA，相当于增容了102kVA。   
(3)降低能耗，节约用电。   
从统计可知，投入滤波补偿装置后可节电5.86kWh/t，按4＃变压器生产线年产2万t计算，一年可节电117200kWh。   
由于使用滤波补偿装置，能取得较好的社会和经济效益，我们将在该厂2＃、3＃变压器低压侧安装滤波补偿装置，并且对有谐波源的用户大力推广，对高次谐波超标的用户实行限期整治，要求安装滤波补偿装置。