钢铁铸造行业------中频电炉的谐波治理
2008年10月,河北沧州一供电局所属110kV变电站10kV母线计量电压互感器出现烧毁现象,初步判断为谐波过大所致。该局生技部工作人员使用FLUK434型电能质量分析仪对变电站10kV母线侧进行现场检测,发现该段母线5,7,11次谐波电流严重超标,谐波电压值也超过国标值。该段母线最大供电用户是某机械铸造公司,用电设备为3吨中频电炉,其他为普通动力负载用户。供电局在该机械铸造公司停产时测量,谐波电压电流均不超标。而测试的超标结果也符合中频电炉工作的谐波特征,因此供电部门向该公司下发了谐波治理整改通知。
已知数据:用户协议用电容量2.15MVA ,10kV母线PCC点线路最小运行方式阻抗标么值:0.48;
用户2000KVA配变阻抗电压5.93% 变比:10/0.66kV,双绕组Y接
整流电路:6脉波
中频炉功率:1500kW×2(每台1.5吨,交替工作)
使用日置HIOKI 3196电力谐波分析仪对该用户中频电炉工作时数据进行测量,与供电部门测试数据一致。各次谐波电流值按照实测量值的95%概率值中最大一项值作为判断谐波电流是否超标依据。
按电网系统最小运行方式
考核点:用户公共连接点10kV母线
110kV变电站10kV短路容量计算:
10kV母线标幺值Xlmin=0.48;
10kV基准电流5500A;
最小短路电流:5500/0.48=11458A;
最小短路容量:11458*10.5*1.732=208.375MVA
计算PCC点的谐波允许注入值如下表1,以下测量值:电压为用户10kV进线柜处测量,电流为中频炉整流变压器低压660V测量值,各次谐波电流值等效折算到10kV侧。
表1 滤波补偿装置投入前后谐波电流测试数据对比
谐波次数 |
3 |
5 |
7 |
11 |
13 |
10KV母线允许电流值(A) |
2.92 |
3.64 |
3.87 |
3.81 |
3.53 |
10KV母线治理前测量值(A) |
0.26 |
14.14 |
8.49 |
4.61 |
3.49 |
10KV母线治理后测量值(A) |
0.53 |
2.63 |
2.89 |
1.64 |
0.86 |
结论分析:
针对用户工况,我们设计了5、7、11、13次单调谐滤波器,滤波补偿前,用户中频炉熔化阶段功率因数为0.91,滤波补偿装置投入后,最大过补偿至容性0.98。滤波补偿装置投入运行后,电压总畸变率(THD值)为:2.02%。符合电能质量GB/T 14549-1993电压谐波(10KV)值4.0%以下的标准。5,7,11,13次谐波电流经滤波后,滤除率约为82∽84%,达到国标允许值。补偿滤波效果较佳。
汽车工业----------点焊机生产线的无功补偿
用户:柳汽集团公司
方案:用户焊接车间由焊机单相负荷和三相动力负荷构成,采用三相共补和分相补偿相。
用户工况: Se=2000KVA,cosφ1=0.5,α=0.7
补偿容量确定: Qc=2000x0.5x0.7(1.732-0.329)
=982kvar
安装容量确定: 1800kvar
共分结合型方案容量分配为共补50%,分补50%,即均为900kvar;
控制器:时代动态控制器TVC-310C
投切开关:时代TPPU晶闸管开关单元
分组及编码控制:
①.考虑到焊接车间内焊机数量多,为满足各种工况设计31级投切:30、60、120、240、450KVAR;
②.根据负荷特点可实现等容投切、不等容投切,设为16:8:4:2:1编码投切。
工业变频负载----------变频调速器的谐波治理
用户:山东兖州太阳纸业
参数:整变容量2000kVA,联接方式:Dyn11,阻抗电压6%,变比:10/0.725kV。
负载:西门子变频调速器6SL3310-1GH37-4AA0 560kW
6SL3310-1GH38-1AA0 710kW
运行状况:新建项目,无运行数据。
设计目标:5,7次无源滤波,略过补偿(≥-0.98)。
设计容量:TFC-725A/1134Y2100433B