希諾斯公司諧波治理

劉殿超+高斌+馬駿

摘 要：由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生諧波，在電容器回路存在諧波電流，經(jīng)常燒毀設備，導致電容器組不能投入運行，導致用戶功率因數(shù)低。為解決該問題進行諧波治理。

關鍵詞：無功；諧波；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.266

1 具體情況描述

希諾斯公司是我局供電區(qū)域內一家以生產(chǎn)陶瓷纖維為產(chǎn)品的企業(yè)，由我局10千伏城政線供電，主要負載為阻性電弧爐，該公司投入生產(chǎn)后，由于其在生產(chǎn)產(chǎn)品過程中產(chǎn)生大量無功與諧波，導致該公司功率因數(shù)只有0.55左右，后該公司定制兩臺低壓電容柜安裝投運。投運幾分鐘內控制開關就相繼燒壞兩個，更換兩天后，又燒壞了幾個，于是通知該制造商，其總工第二天親自趕來進行檢查，也未找出原因，更換故障開關并將部分小修后重新投入運行，情況依然，只好退出運行。在這種情況下該公司向我局提出技術支持。由局相關部門抽調技術骨干協(xié)助查找問題。

針對這種現(xiàn)象，我局技術人員對各種可能原因進行過濾排查，最后大家一致認為燒壞控制開關的原因是通過開關的瞬間時電流引起的，而在工頻供電系統(tǒng)中能產(chǎn)生不可控大電流的情況只可能是電器設備產(chǎn)生的諧波引起的

2 希諾斯公司公司配電系統(tǒng)分析

該公司由10KV線路送電，其變壓器T3帶了三個磁性調壓器給阻性電弧爐供電，是廠中最大的用電負荷；變壓器T1、T2使用其中一臺，給其他負載供電，例如廠區(qū)照明、粉石機等，容量相對較小。

我們用諧波測量儀對該公司負荷特性做了詳細的測試，測試結果見表1、表2：

同時對該廠的功率因數(shù)進行測試，其自然功率因數(shù)僅為0.5左右。

3 低壓電容柜屢次燒壞開關問題所在

諧波存在情況下，在加入低壓電容補償柜后，因為補償柜電容器容抗和電網(wǎng)阻抗形成一個并聯(lián)諧振回路，當諧波電壓頻率與并聯(lián)諧振回路頻率相同或接近時，由于電容器對諧波的阻抗很小，相對偏低的諧波電壓就會引起較大的諧波電流，從而發(fā)生諧波放大效應，電網(wǎng)和電容器支路就會流過很大的諧波電流，其數(shù)值甚至達到電網(wǎng)原有諧波電流的數(shù)十倍，這一強大的電流可導致電氣設備（尤其是電容器）的損壞。由于后加入系統(tǒng)運行的低壓電容補償柜中所選用的控制開關電氣參數(shù)相對偏低，因而在運行時總是最先被燒毀。

以5次諧波諧波為對象經(jīng)理論推算，電路一旦投入電容器后，諧波會被放大為原來的4.44倍，也就是說流過該低壓電容補償電路的諧波電流是諧波源線路的諧波電流的3.44倍，由于5次諧波電流的含量占到20%左右（見前述實測結果），所以，該低壓電容補償電路將處于嚴重過載狀態(tài)，而該電路中控制開關的抗過載能力最弱，這也是造成控制開關頻繁燒壞的原因。另外在該種狀況下，無功補的越多，反而不一定能提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。所以要進行可靠的無功補償，必須對諧波進行濾波。讓諧波電流都通過濾波支路流入濾波器，同時，濾波支路還能補償一定的基波無功，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。

4 解決問題方法

從測量的數(shù)據(jù)分析來看，諧波電流以五次最為嚴重，其次是三次和七次，所以在進行無功補償時，考慮到對以上諧波的吸收，并考慮到對變壓器本身的無功補償，在10kV側裝設濾波器。

從最小濾波電容安裝容量計算結果、最小濾波電抗安裝容量計算結果、經(jīng)濟性分析和制造水平等方面綜合考慮，最終確定濾波器各支路的參數(shù)如下，3次和5次主要根據(jù)諧波容量設計，7次除濾波外，還提供主要的無功功率補償。

5 改造后效果評價

根據(jù)計算數(shù)據(jù)聯(lián)系廠家進行設備制造，設備安裝投運后我們組織技術人員再次進行了測試， 線電流，CT變比150：5，電壓諧波總畸變度，在1%以下，諧波電流：主要為3（藍色），5（紅色）次。

注：該條線路諧波電流實際限制可根據(jù)短路容量按比例折算

綜合以上測試數(shù)據(jù)：該條公司諧波電壓合格，諧波電流抑制到很小，線路保護裝置顯示功率因數(shù)為0.9，各項指標達到要求。endprint