河北某塑膠制品公司是生產(chǎn)戶內(nèi)、外廣告燈箱布、噴繪布，PVC壓延膜的廠家，生產(chǎn)線主要設(shè)備為變頻器、直流電機，變頻器及直流電機整流屬于典型諧波源，產(chǎn)生大量諧波，造成補償電容器無法正常投入運行且電容器再投入后造成諧波放大，用電設(shè)備運轉(zhuǎn)故障率高，電容器經(jīng)常燒毀，功率因數(shù)僅為0.6-0.83，每月產(chǎn)生無功罰款5.2萬元左右，變壓器溫度在夏季達(dá)78度，造成電能浪費，壽命縮短。諧波電流注入電網(wǎng)，在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓，引起電網(wǎng)電壓電流畸變，影響供電質(zhì)量及運行安全，使線路損耗及電壓偏移增加，對電網(wǎng)和工廠本身電氣設(shè)備均會產(chǎn)生不良的影響。
二、供電系統(tǒng)及數(shù)據(jù)
公司由一路10KV進線，廠內(nèi)安裝1250KVA整流變壓器2臺，1000KVA整流變壓器2臺，均為10KV/0.4KV。4臺整流變壓器分別帶4條塑膠生產(chǎn)線，如下圖：
三、濾波補償裝置設(shè)計依據(jù)
1、根據(jù)電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T14519-1993
2、根據(jù)電能質(zhì)量 電壓波動和閃變 GB12326-2000
3、根據(jù)供電系統(tǒng)阻抗和相關(guān)參數(shù)
4、根據(jù)現(xiàn)場測量結(jié)果及仿真計算
四、治理方案
1、治理目標(biāo)
根據(jù)企業(yè)實際情況，我公司針對中頻爐諧波治理設(shè)計了整套濾波方案，綜合考慮負(fù)荷功率因數(shù)、諧波吸收需要和背景諧波，在企業(yè)變壓器1250KVA 、10000KVA低壓側(cè)各安裝一套諧波濾波裝置對諧波進行治理，原有電容補償柜退出運行。
濾波裝置諧波電流的設(shè)計滿足國標(biāo)GB/T14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的管理規(guī)定。
● 在0.4KV系統(tǒng)運行方式下，濾波設(shè)備投運后，濾波器吸收點處某次諧波的幅值及含有量都有大幅度下降，功率因數(shù)0.95以上。
● 不因為投入濾波裝置而引起某次諧波的諧振或諧振過電壓、過電流。
2、方案確定
由于變頻器、直流電機在工作過程中諧波較大，且有補償電容器的不規(guī)則投入，導(dǎo)致諧波放大，5次、7次諧波達(dá)到了基波電流的26.5%-86.7%，對電網(wǎng)、生產(chǎn)線電氣設(shè)備本身和其它用戶都造成了不同程度的影響。另外，生產(chǎn)線的功率因數(shù)補償不穩(wěn)，在0.6-0.83間變化，無功缺乏嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)電容器及開關(guān)燒毀現(xiàn)象，因此裝置在設(shè)計時要做到消除諧波補償無功功率提高功率因數(shù)目的，使生產(chǎn)線穩(wěn)定運行。
依據(jù)測試數(shù)據(jù)主要諧波成分是5次 、7次其中以5次諧波為最大，電壓畸變嚴(yán)重。綜上因素考慮濾波補償裝置采用BDKJ-LC I型和II型結(jié)合，設(shè)計5次、7次兩條LC濾波主吸收支路及8條精補濾波之路，吸收5、7次及以上次數(shù)的諧波同時補充功率無功提高功率因數(shù)。方案采用仿真法對各回路投入時是否產(chǎn)生非特征頻率的諧振進行分析，并最終確定回路的參數(shù)。
供電系統(tǒng)及濾波原理圖：
3、裝置投入前后效果對比圖
濾波補償前（電流） 濾波補償后（電流）
濾波補償前（電流） 濾波補償后（電流）
濾波補償前（電流） 濾波補償后（電流）
濾波補償前（電流） 濾波補償后（電流）
五、結(jié)論
1、濾波補償裝置投入運行，自動跟蹤生產(chǎn)線的各種負(fù)載設(shè)備變化，使各次諧波得到有效濾除。
2、未治理前電壓總畸變率(THD)嚴(yán)重超出國標(biāo)5%的限值要求。經(jīng)治理, 電壓總畸變率(THD)從原來的10.2%,降止2.5%,各次諧波都符合國標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)要求。
3、經(jīng)治理諧波電流都得到有效改善，投入后超標(biāo)的各次諧波電流吸收率都大于80%以上，符合設(shè)備設(shè)計要求。如5次諧波電流從268A,降止43A左右; 7次諧波電流從139A,降止21A左右， 注入公共點的各次諧波電流均符合國標(biāo)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》要求。
