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(一)某市中频炉谐波集中治理方案
2007年上半年,某市市政府下发了关于电网谐波集中治理的系列文件,列出了几十家电力谐波源治理企业名单,要求由供电公司负责牵头,组织有关部门进行集中治理。 目前,该市在冶炼、化工、机械、电子等行业普遍使用中频炉进行生产,企业产生的电力谐波超标并严重影响电力系统的安全运行,大幅增加电力系统的无功损耗。针对这一情况,该市供电公司从节能降耗、净化电源环境的要求出发,及时向市政府作了汇报,引起了政府部门的高度重视,责成有关部门成立工作组,对谐波进行集中治理。根据“谁干扰,谁污染,谁治理”的原则,对所有谐波超标的企业,设定治理期限,由企业自筹资金,就地采取抑制谐波的措施,将谐波水平限制到国标允许值范围之内。同时,出台专门奖惩意见,对集中治理的用户,在规定时间内完成治理工作且验收合格的,根据配电容量给予一定的奖励。 我公司凭借产品和技术优势,针对该市存在的谐波问题,通过对负荷配电系统和运行状况实测结果进行分析计算,确定了无功补偿和谐波治理需求,在此基础上提出了消谐无功补偿的技术方案,配置HTEQ系列动态消谐无功补偿设备。 我们对某中频炉使用单位进行谐波治理,该单位有一台350KW的中频炉,由一台250KVA的变压器供电,配电室内装有容量约150Kvar的无功补偿装置,但由于谐波含量较大,该补偿装置无法正常投切,我公司配置HTEQ系列动态消谐无功补偿设备后测试结果如下:

滤波前 相电压有效值和波形 滤波后
 滤波前 相电压谐波分析 滤波后
 滤波前 相电流有效值和波形 滤波后
 滤波前 相电流谐波分析 滤波后
通过对自动跟踪消谐无功补偿柜运行前后测得数据的分析认为,自动跟踪消谐无功补偿柜安装后,滤除了配电系统中的绝大多数谐波,避免了系统谐振,降低了设备损耗,提高了系统的可靠性。 配电变压器总进线滤波前后测量结果评价: 1)自动跟踪消谐无功补偿柜运行后,电压和电流波形明显改善: 2)自动跟踪消谐无功补偿柜运行后,电压和电流谐波明显降低,电压谐波由原来的8.6%降到4.3%,电流谐波由原来的23.9%降到13.5%; 3)自动跟踪消谐无功补偿柜运行后,功率因数由原来的0.94提高到0.98 谐波治理效果 1、改善电能质量提高设备运行可靠性 根据现场测试结果,当自动跟踪消谐无功补偿柜开启时,低压系统母线电压畸变率THDV下降为4.3%,已低于国标GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》规定的5%上限值,母线电压畸变率的下降提高了电气设备的技术性能、可靠性和效率;母线谐波电流总量下降为40.4A,而自动跟踪消谐无功补偿柜未开启时为76.9A,谐波电流的大幅减小提高了总功率因数,降低了配电变压器的负荷和损耗,减少了配电线路的额外发热和线损。 采用自动跟踪消谐无功补偿柜进行谐波治理后,低压系统母线电压畸变率和负载谐波电流显著降低,同时抑制了谐波共振和暂态震荡的发生,使电能质量显著提高。 2、降低视在功率提高电力设备利用率 当自动跟踪消谐无功补偿柜开启后,配电变压器无功功率由76kVar下降为41.6kVar,功率因数由0.94提升为0.98,大大减少了无功功率对电力设备容量的占用,提高了电力设备的利用率。 从自动跟踪消谐无功补偿柜运行和停止的情况看,通过实际测试、数据和频谱分析可以看出,电压谐波和电流谐波得到了很好的抑制,从很大程度上改善电能质量,有效提高系统功率因数;消除谐波共振,减少无功功率对电力设备容量的占用,使电力设备的容量得到充分利用,极大的降低了电能损耗,不仅使设备运行环境更安全而且也很好的起到了节能降耗的作用。
(二)通信行业谐波治理解决方案
随着通信技术的飞速发展,各种通信设备对不间断电源--UPS的供电质量提出了更高的要求。但是UPS设备本身是很严重的谐波源,它产生的谐波频率一般在3--10Hz之间,可造成配电线缆、变压器发热,降低通话质量,空气开关误动作,发电机喘振等不良后果,甚至会使通信中断等。UPS在整流充电过程中所产生的谐波一方面会影响到计算机网络中来,造成网络莫名其妙的停机出错。另一方面,这些谐波反过来又使UPS中的蓄电池中的极板加速氧化,缩短蓄电池的使用寿命,从而为生产和管理带来很大的损失。因此需要对UPS的谐波进行治理,提高UPS功率因数,改善电能质量。
针对通信行业的谐波情况,我公司推出HTAF系列有源滤波器,对山东省某通信公司机房的UPS谐波进行治理。
该机房有4台200KVA的UPS,每两台形成并机。我们安装HTAF系列有源滤波器后,分别对1#UPS并机和2#UPS并机进行滤波前后的测试,测试报告如下:
(一)1#UPS并机滤波器启动前后

滤波前 相电流波形 滤波后

滤波前 相电流谐波分析 滤波后
(二)2#UPS并机滤波器启动前后

滤波前 相电流波形 滤波后

滤波前 相电流谐波分析 滤波后
有源滤波器停止工作时:
电压稳定、正常,对称性良好,波形畸变很小,在国家标准规定的上限值5%以内,负载电流对称性不好,电流波形畸变严重,UPS1和UPS2相对谐波含量分别为29.4%、22.3%,谐波电流绝对值分别为17.5A和16.3A;1#UPS负载有功功率28.6kW,视在功率42.3kVA,无功功率31.2kvar;2#UPS负载有功功率37.9kW,视在功率53.1kVA,无功功率37.2kvar。
电压及电流的不平衡度较大,UPS1电压的负序为0.1%,零序为0.5%;电流的负序为5.4%,零序为0.8%;UPS2电压的负序为0.1%,零序为0.4%;电流的负序为6.7%,零序为0.3%,是由于三相负载不对称造成的。两台功率因数都在0.7左右。
有源滤波器运行时:
电压稳定、正常,对称性良好,波形畸变很小,在国家标准规定的上限值5%以内,负载电流对称性良好,电流波形畸变很小,UPS1和UPS2相对谐波含量最高相为4.7%,谐波电流绝对值分别为2.8A和3.3A;电压及电流的不平衡度很小,UPS1电压的负序为0.3%,零序为0.9%;电流的负序为0.9%,零序为0.3%;UPS2电压的负序为0.2%,零序为0.9%;电流的负序为0.9%,零序为0.4%,三相负载对称良好;两台功率因数都提高到0.9以上。
总结
从两台UPS在滤波器运行和停止的情况看,经过实际测试,数据和频谱分析可以看出,电压谐波和电流谐波得到了很好的抑制,从很大程度上改善了电能质量,有效提高了系统功率因数;消除谐波共振,降低视在功率,减少了无功功率对电力设备容量的占用,使电力设备的容量得到充分利用,降低电能损耗,使设备运行更可靠、更安全。
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