襄陽源創(chuàng)電氣小王告訴我們：十堰知名實業(yè)是一家生產(chǎn)汽車配件、金屬材料、機(jī)床配件的企業(yè)，變壓器房內(nèi)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(shè)備投入使用時已經(jīng)安裝一套源創(chuàng)公司的濾波補(bǔ)償裝置經(jīng)過三年時間運(yùn)行穩(wěn)定，功率因數(shù)和各次諧波達(dá)到設(shè)計要求；另一臺變壓器長期出現(xiàn)能耗增加、導(dǎo)體發(fā)熱、有調(diào)整電費(fèi)產(chǎn)生、保護(hù)裝置誤動作及計量設(shè)備準(zhǔn)確率下降等現(xiàn)象。該企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)需要改造原有的電容補(bǔ)償柜，要求既能補(bǔ)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(dá)80℃以上，需外兩臺加風(fēng)機(jī)散熱；

 

    2、原有的普通無功補(bǔ)償柜內(nèi)電容器和接觸器經(jīng)常燒毀不能正常使用，其它低壓用電設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)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(chǎn)，專用變壓器0.66KV側(cè)功率因數(shù)低至0.73，達(dá)不到供電局0.9的要求，每月電費(fèi)均有扣罰；

 

    4、經(jīng)檢測專用變壓器0.66KV系統(tǒng)中諧波電壓（THD）畸變率17.3%；諧波電流（THD）畸變率29.5%；嚴(yán)重超出國標(biāo)GB/T14546-93的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

 

    二、原因分析：

 

    根據(jù)中頻爐的固有特性，基本認(rèn)定上述問題均由中頻電源的諧波引起；中頻爐電源產(chǎn)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(shù)低，大量無功功率由專用變壓器提供，加重了變壓器負(fù)擔(dān)，造成導(dǎo)體發(fā)熱油溫上升；

 

    由于0.66KV側(cè)配用常規(guī)無功補(bǔ)償，達(dá)不到濾波補(bǔ)償?shù)男Ч到y(tǒng)中諧波電壓、諧波電流無法根本治理，造成其它低壓用電設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)不明原因跳閘或損壞，普通補(bǔ)償用電容自身難保而經(jīng)常損壞。（下圖所示）

 

    源創(chuàng)660V中頻爐濾波補(bǔ)償改造裝置

 

    1、諧波對變壓器的影響

 

    當(dāng)較高頻率的電流注入到變壓器時，將產(chǎn)生趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，在變壓器繞組中引起附加損耗，與變壓器鐵芯有關(guān)的鐵損亦會增加。變壓器將產(chǎn)生過熱現(xiàn)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(shù)下降，當(dāng)諧波電壓長期存在且較為嚴(yán)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(dāng)電容器組回路阻抗呈容性時，并聯(lián)電容器對諧波電流起放大作用，特別是當(dāng)系統(tǒng)等值感抗和電容器組回路容抗構(gòu)成諧振條件，產(chǎn)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(shù)和附加損耗增加，導(dǎo)致容易發(fā)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(shè)備的影響

 

    當(dāng)諧波電流通過架空線時，可能產(chǎn)生串聯(lián)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(qiáng)度降低，泄漏電流增大，使壽命縮短。

 

    此外，諧波還會對旋轉(zhuǎn)電機(jī)、繼電保護(hù)和自動裝置工作的可靠性、測量和計量儀器的準(zhǔn)確性產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。

 

    三、治理措施

 

    針對諧波產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)，從濾波補(bǔ)償技術(shù)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(chuàng)公司采用專利技術(shù)特殊定制以濾波電容器和濾波電抗器為主科學(xué)組合而成的濾波裝置，并精細(xì)調(diào)諧在某個特定的諧波頻率。濾波器在其調(diào)諧頻率處阻抗為零，因此可吸收掉要濾除的諧波。

 

    2、根據(jù)就近補(bǔ)償原則，在專用變壓器的0.66KV側(cè)安裝含有LC濾波器的中頻爐專用的無功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備。

 

    源創(chuàng)660V中頻爐濾波補(bǔ)償改造裝置

 

    上圖為源創(chuàng)中頻爐濾波補(bǔ)償裝置

 

    3、拆除原有常規(guī)無功補(bǔ)償柜器件，利用原有殼體安裝湖北源創(chuàng)公司BNLK-0.66型濾波補(bǔ)償裝置組件，不僅從根本上解決了上述電能質(zhì)量問題，還收到很好經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過半年的實際運(yùn)行，證明本次改造是成功的、有效的。安裝濾波補(bǔ)償設(shè)備后的效果如下圖：

 

    源創(chuàng)660V中頻爐濾波補(bǔ)償改造裝置

 

    四、結(jié)論

 

    1、濾波補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行后，自動跟蹤中頻爐的各個時段負(fù)載變化，0.66KV系統(tǒng)中諧波含量得到有效濾除；

 

    2、濾波補(bǔ)償裝置未安裝前電壓諧波總畸變率（THD）嚴(yán)重超出國標(biāo)5%的限值要求，裝置投入運(yùn)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(biāo)GB/T14546-93《電能質(zhì)量公共電網(wǎng)諧波》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

    3、濾波補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行后0.66KV系統(tǒng)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(dá)到80%以上，5、7、11次諧波電流值均在國標(biāo)允許的范圍內(nèi)；

 

    4、濾波補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行后系統(tǒng)功率因數(shù)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(shè)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(xiàn)震動現(xiàn)象。

 

    5、通過無功補(bǔ)償和諧波治理，有效改善了中頻爐供電的電能質(zhì)量，提高了中頻電源的利用效率，有利于系統(tǒng)的長期運(yùn)行安全，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。

 

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