某公司谐波治理与无功补偿方案

1、一、概述述：1、无功功补偿的的意义1、补偿偿无功功功率可以以增加电电网中有有功功率率的比例例常数2、减少少发供、电设备备的设计计容量，减少投投资，例例如当功功率因ccos=0.8增加加到coos4=0.995时，装1KKvarr电容器器可节省省设备容容量0.52KKVA；反之，增加00.522KVAA；对原原有设备备而言，相当于于增大了了发、供供电设备备容量。因此对对新建、改建工工程，应应充分考考虑无功功补偿，便可以以减少设设计容量量，从而而减少投投资。 3、降低线线损，由由公式P%=(1-coss/ccos)X1100%得出其其中coos为为补偿后后的功率率因数,coss为补补偿前的的功率因

2、因数则 cooscoss，所所以提高高功率因因数后，线损率率也下降降了.减少设设计容量量，减少少投资，增加电电网中有有功功率率的输送送比例，以及降降低线损损都直接接决定和和影响着着供电企企业的经经济效益益，所以以功率因因数是考考核经济济效益的的重要指指标规划划、实施施无功补补偿势在在必行。2、谐波波治理的的意义1、谐波波的产生生近年来，电力电电子装置置应用日日益广泛泛，但它它们也是是最严重重、最突突出的谐谐波源，在各种种电力电电子装置置中，整整流装置置所占的的比例最最大。整整流电路路是一种种将交流流电能转转换为直直流电能能的变换换器。变频装置置是一种种前段将将交流电电能变换换为直流流能的变变换

3、器，它在生生产过程程中必然然会产生生较大的的谐波，且功率率因数达达不到00.9的的要求。变频装装置是三三相桥式式，整流流后是66脉动的的，根据据谐波理理论分析析，它产产生的特特征谐波波为5、7、11、13、17、19次，表达方方式为hh=6NN1（N=11，2，3，4，正整数数），特特征谐波波的电流流与基波波电流关关系为：Ih=I1/h。变变频装置置在额定定运行时时，产生生的5次谐波波对基波波含有率率通常低低于155%，7次低于于8%，11次低低于5%，13次低低于2%。在负负荷较小小时，虽虽然谐波波含有率率较高，但实际际向电网网注入的的谐波电电流并不不大，同同时111次及以以上高次次谐波虽虽

4、然与低低于7次的谐谐波电流流相比数数值较小小，但由由于低压压侧短路路容量较较小，其其阻抗相相对较大大，故对对谐波电电压含有有率及低低压侧波波形畸变变率影响响较大。所以111次以以上谐波波对电网网影响不不容忽视视。2、谐波波的危害害变频装置置产生的的谐波电电流，对对系统可可产生较较大的影影响，它它不仅会会产生较较大的发发热损耗耗，而且且会加速速电气设设备的绝绝缘老化化，特别别是对电电缆、变变压器运运行、电电机运行行非常不不利。此此外，产产生谐波波严重时时，也会会对自动动控制系系统和保保护装置置产生干干扰，使使其误动动作，影影响电网网的正常常安全运运行。此此外，谐谐波也会会对变电电站和其其它用户户

5、的无功功补偿电电容器产产生严重重的影响响，使其其不能投投运，若若投运可可产生谐谐波放大大，严重重时将烧烧坏设备备，这在在以后运运行时特特别注意意，变电电站和用用户不要要投入无无谐波抑抑制的电电容器组组。二、某公公司谐波波治理及无无功补偿偿方案1、某公公司，使使用变压压器12250KKW三台台，负载载是六脉脉中频炉炉，产生生大量谐谐波注入入电网，其他设设备使用用31550KVVA变压压器两台台，主要要是负载载变频器器，大功功率电动动机，同同样产生生谐波和和需要无无功功率率补偿。谐波治理理及无功功补偿采采取分散散、集中中治理谐谐波方法法，即在在谐波源源总负荷荷前端安安装谐波波治理设设备，这这样就治

6、治理整个个电网的的谐波，谐波治治理及无无功补偿偿效率高高，投资资少。2、某公公司，12550KVVA变压压器负载载中频炉炉同时使使用两台，谐谐波治理理及无功功补偿设设备也采采用两套。现场每台台中频炉炉运行参参数如下下（根据据以往测测试其他他设备状状况）：输入功率率：12250KKW输入电压压：6660V 功功率因数数：0.82 电电压谐波波畸变：15%左右具体需要要现场实实测。以以实际测测量为主主。3、两台台31550KVVA变压压器，负负载形式式较多，有变频频器，电电动机；根据通通用电网网数据，功率因因数大约约在0.8左右右，由于于变频器器使用较较多，谐谐波畸变变大约在在10%左右。谐波治理

7、理及无功功补偿形形式，每台变变压器331500KVAA配一套套谐波治治理及无无功补偿偿设备。实际情况况测试后后具体确确定。三、谐波波治理和和无功补补偿遵循循标准国内外经经验表明明当电压压波形畸畸变率在在大于88%时对对电子设设备和运运行中电电气设备备造成较较大影响响，大于于10%时对其其它用户户电气设设备有严严重影响响。在这这种工况况下，纯纯无功补补偿电容容器根本本不能投投运，对对电缆、变压器器等设备备使用寿寿命有不不良影响响，产生生大量的的谐波电电流会造造成谐波波发热损损耗。因因此，有有必要加加以治理理。在进进行设计计低压滤滤波器时时，通常常应结合合实际情情况，给给出具体体的设计计要求和和谐

8、波源源及设备备的运行行资料。根据了解解的负荷荷情况，我们拟拟采取在在谐波治治理的同同时结合合全厂的的无功补补偿需求求，使谐谐波指标标满足国国标，同同时实际际功率因因数达到到0.990左右右。装置置设计遵遵守的标标准为满满足国标标规定的的技术规规范要求求：1GBB123326-20000 “电电能质量量电压波波动和闪闪变”2GBBH1445499 “电电能质量量公用电电网谐波波”3DLLH5999-119966 “城城市低压压配电网网改造技技术导则则”4.GBBH1778866.119999 “标称电电压100V及以以下交流流电力系系统用非非自愈式式并联电电容器”综合治治理后达达到的性性能参数数

9、满足国国标规定定要求1）使得得谐波源源向系统统注入电电网的各各次谐波波电流符符合国标标要求，在负荷荷达到额额定运行行时，总总畸变含含量：UUN5%，In10%。2）无功功补偿及及滤波装装置运行行时不会会对其它它电气设设备产生生不良影影响和干干扰，设设备自身身安全可可靠运行行。3）补偿偿后力率率在0.90左左右，本本次方案案无具体体指标要要求，且且不向系系统倒送送无功。4）装置置采用自自动投切切，跟踪踪负荷进进行自动动补偿，当负荷荷全停时时，装置置将自动动全停。四、具体体滤波和和补偿方方案的确确定1）滤波波谐波和和谐波电电流的确确定从一般交交流供电电的直流流系统设设计原理理可知，它是通通过三相相

10、桥式整整流装置置进行整整流来获获得直流流电流的的，三相相桥式整整流装置置正常运运行必然然产生较较大的谐谐波电流流，且功功率因数数也达不不到0.9（经经验值在在0.66左右）的要求求，一般般三相桥桥式整流流设备在在正常运运行工况况下，产产生的谐谐波电流流主要是是5、7、11、13、17、19次，它的主主要特征征谐波为为h=66K11,K正正整数，产生的的特征谐谐波电流流与基波波电流关关系为：Ih=I1/h。考虑到控控制器运运行燃弧弧角（或或换向角角）的影影响，装装置负荷荷在额定定负荷运运行时，产生的的5次谐波波对基波波含有率率通常低低于200，7次低于于14，11次低低于9，133次低于于7。在

11、在负荷较较小时，虽然谐谐波含有有率较高高，但实实际向电电网注入入的谐波波电流并并不大，同时111次以以上高次次谐波虽虽然与低低于7次以下下的谐波波电流相相比数值值较小，但由于于低压侧侧短路容容量较小小，其阻阻抗相对对较大，故对谐谐波电压压含有率率及低压压侧波形形畸变率率影响较较大，这这是滤波波器设计计时的一一个矛盾盾，直接接影响到到运行效效果和设设计成本本。由此可知知，其产产生的谐谐波电流流主要是是5次谐波波，7次相应应次之，11、13次及及以上相相对较小小，但考考虑到111次以以上高次次谐波对对电压畸畸变率的的贡献影影响，对对11次也也需加以以限制，实际滤滤波支路路将以55次为主主，7次为辅

12、辅，同时时考虑111次以以上的高高通滤波波。另外外，还需需防止对对3次和其其它谐波波的放大大影响，这在各各支路设设计通盘盘考虑。现场谐波波源由三三台4000KWW中频电电源及其其他一些些小负载载产生，预计产产生谐波波源总负负荷15500KKW，根根据现场场情况，采用集集中治理理谐波方方法，即即在谐波波源总负负荷前端端安装谐谐波治理理设备，这样就就治理整整个电网网的谐波波。五、原先先补偿实实例：（12550KVVA）补偿装置置投切前前后0.4kVV母排上上的各次次谐波电电压畸变变率的统统计数据据如下表表所示：表1 投切前前后0.4kVV母线谐谐波电压压统计值值统计时间间：1hh 统计次次数：33

13、60统计项目目投前0.4KVV母线（）投后0.4kVV母线（）ABCABC谐波次数1（kV）最大值218.8217.2217.9224.0222.5223.4平均值214.4212.5213.5218.9217.2218.3最小值210.2208.3209.3214.7212.9214.13最大值0.999 1.733 1.100 1.300 1.766 1.288 95大大值0.944 1.644 1.244 1.188 1.666 1.211 平均值0.811 1.466 1.377 0.966 1.499 1.111 5最大值3.344 3.622 3.411 1.288 1.166 1

14、.666 95大大值2.955 3.333 3.133 1.133 1.111 1.566 平均值2.477 2.922 2.655 0.899 1.044 1.444 7最大值1.844 1.699 2.011 1.055 1.000 0.777 95大大值1.622 1.455 1.655 0.955 0.822 0.699 平均值1.333 1.033 1.100 0.811 0.611 0.588 9最大值0.933 1.588 0.711 0.533 0.933 0.577 95大大值0.811 1.499 0.644 0.488 0.844 0.477 平均值0.655 1.377

15、 0.533 0.422 0.733 0.300 11最大值3.655 3.222 2.288 0.677 0.244 0.333 95大大值2.755 2.366 1.699 0.599 0.188 0.277 平均值1.677 1.411 0.922 0.488 0.100 0.199 13最大值1.177 1.644 1.211 0.599 0.499 0.544 95大大值1.177 1.455 1.022 0.444 0.400 0.433 平均值1.166 1.188 0.799 0.255 0.288 0.322 THDuu(%)最大值5.2006.0774.8882.4663.

16、9333.02295大大值5.0555.8444.5992.3883.8002.922平均值4.2445.3664.2112.2113.5332.711测试曲线线图2 电压变变化曲线线图3 电流变变化曲线线图4 A相有有功变化化曲线图5 A相无无功变化化曲线图6 功率因因数图7 电压总总畸变率率及主要要谐波电电压变化化曲线（）图8 总畸变变电流及及主要谐谐波电流流变化曲曲线（AA）滤波装置置投入前前后电压压、电流流波形图9 滤波装装置投入入前电压压、电流流波形图10 滤波装装置投入入后电压压、电流流波形4）测试试结论4.1 滤波波补偿装装置投运运，有效效地滤除除了大量量的谐波波电流，使主要要的

17、5、11次次谐波电电流由2212.3A、69.3A降降低为559.88 A、42.3A，注入系系统的谐谐波电流流已控制制在国标标允许范范围内。4.2 滤波波补偿装装置的投投入，谐谐波电压压畸变得得到了很很大的改改善，6605炼炼胶变低低压侧的的电压波波形总畸畸变率由由未投时时的6.03%，降低低到3.93%；6006炼胶胶变低压压侧的电电压波形形总畸变变率由未未投时的的10.31%，降低低到3.97%。各次次谐波电电压含有有率也在在标准规规定范围围内。可可见，滤滤波装置置的投运运效果非非常显著著。4.3 滤波波补偿装装置投入入后，功功率因数数也得到到了很好好的补偿偿，6005炼胶胶变低压压侧的功功率因数数从0.72提提高到00.955左右，6066炼胶变变低压侧侧的功率率因数从从0.661提高高到0.90左左右，运运行经济济效益十十分