襄陽源創電氣小王告訴我們：十堰知名實業是一家生產汽車配件、金屬材料、機床配件的企業，變壓器房內安裝有兩臺800KVA/10KV/0.66KV中頻爐專用變壓器，其中一臺變壓器在設備投入使用時已經安裝一套源創公司的濾波補償裝置經過三年時間運行穩定，功率因數和各次諧波達到設計要求；另一臺變壓器長期出現能耗增加、導體發熱、有調整電費產生、保護裝置誤動作及計量設備準確率下降等現象。該企業根據生產需要改造原有的電容補償柜，要求既能補償無功同時又能治理諧波。

 

    一、實地檢測：

 

    1、專用變壓器噪聲大且伴有間歇震動、在二月份油溫高達80℃以上，需外兩臺加風機散熱；

 

    2、原有的普通無功補償柜內電容器和接觸器經常燒毀不能正常使用，其它低壓用電設備經常出現不明原因跳閘或損壞；

 

    3、中頻爐工作時，可控硅更換頻繁影響生產，專用變壓器0.66KV側功率因數低至0.73，達不到供電局0.9的要求，每月電費均有扣罰；

 

    4、經檢測專用變壓器0.66KV系統中諧波電壓（THD）畸變率17.3%；諧波電流（THD）畸變率29.5%；嚴重超出國標GB/T14546-93的相關標準。

 

    二、原因分析：

 

    根據中頻爐的固有特性，基本認定上述問題均由中頻電源的諧波引起；中頻爐電源產生的大量諧波直接注入到專用變壓器，造成變壓器震動、損耗增加；中頻爐功率因數低，大量無功功率由專用變壓器提供，加重了變壓器負擔，造成導體發熱油溫上升；

 

    由于0.66KV側配用常規無功補償，達不到濾波補償的效果，系統中諧波電壓、諧波電流無法根本治理，造成其它低壓用電設備經常出現不明原因跳閘或損壞，普通補償用電容自身難保而經常損壞。（下圖所示）

 

    源創660V中頻爐濾波補償改造裝置

 

    1、諧波對變壓器的影響

 

    當較高頻率的電流注入到變壓器時，將產生趨膚效應和鄰近效應，在變壓器繞組中引起附加損耗，與變壓器鐵芯有關的鐵損亦會增加。變壓器將產生過熱現象。

 

    諧波電壓還會使變壓器激磁電流增大、效率降低，功率因數下降，當諧波電壓長期存在且較為嚴重時，將會危及變壓器絕緣層。

 

    2、諧波對電力電容器的影響

 

    當電容器組回路阻抗呈容性時，并聯電容器對諧波電流起放大作用，特別是當系統等值感抗和電容器組回路容抗構成諧振條件，產生電流諧振時，即使較小的諧波電流也會放大若干倍，致使電容器的損耗急劇增加引起電容器過熱或損壞；

 

    另外，諧波電壓值增高使電容器的損壞系數和附加損耗增加，導致容易發生故障和縮短電容器的使用壽命。

 

    3、諧波對電力線路及用電設備的影響

 

    當諧波電流通過架空線時，可能產生串聯諧振，甚至造成危險的過電壓。電力電纜在諧波電壓作用下，絕緣強度降低，泄漏電流增大，使壽命縮短。

 

    此外，諧波還會對旋轉電機、繼電保護和自動裝置工作的可靠性、測量和計量儀器的準確性產生嚴重的不利影響。

 

    三、治理措施

 

    針對諧波產生的原因及特點，從濾波補償技術上采取以下措施：

 

    1、安裝LC濾波器。LC濾波器也稱為無源濾波器，是由源創公司采用專利技術特殊定制以濾波電容器和濾波電抗器為主科學組合而成的濾波裝置，并精細調諧在某個特定的諧波頻率。濾波器在其調諧頻率處阻抗為零，因此可吸收掉要濾除的諧波。

 

    2、根據就近補償原則，在專用變壓器的0.66KV側安裝含有LC濾波器的中頻爐專用的無功補償兼諧波治理設備。

 

    源創660V中頻爐濾波補償改造裝置

 

    上圖為源創中頻爐濾波補償裝置

 

    3、拆除原有常規無功補償柜器件，利用原有殼體安裝湖北源創公司BNLK-0.66型濾波補償裝置組件，不僅從根本上解決了上述電能質量問題，還收到很好經濟效益。經過半年的實際運行，證明本次改造是成功的、有效的。安裝濾波補償設備后的效果如下圖：

 

    源創660V中頻爐濾波補償改造裝置

 

    四、結論

 

    1、濾波補償裝置投入運行后，自動跟蹤中頻爐的各個時段負載變化，0.66KV系統中諧波含量得到有效濾除；

 

    2、濾波補償裝置未安裝前電壓諧波總畸變率（THD）嚴重超出國標5%的限值要求，裝置投入運行后電壓諧波總畸變率（THD）從原來的17.3%降至3.2%，符合國標GB/T14546-93《電能質量公共電網諧波》的標準要求。

 

    3、濾波補償裝置投入運行后0.66KV系統中諧波電流得到了有效改善，電流諧波總畸變率（THD）從原來的29.5%降至5.6%；5、7、11次諧波電流吸收率達到80%以上，5、7、11次諧波電流值均在國標允許的范圍內；

 

    4、濾波補償裝置投入運行后系統功率因數從原來的0.73提高到0.98以上，有功功率、視在功率、無功功率得到提升有效降低了用電設備和供電線路的損耗。專用變壓器油溫大幅度降低，也未再出現震動現象。

 

    5、通過無功補償和諧波治理，有效改善了中頻爐供電的電能質量，提高了中頻電源的利用效率，有利于系統的長期運行安全，產生更好的經濟效益。

 

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