谐波治理方案

其他 | 阅读数：470

一、 概述：  

福建某公司是一家专业生产免维护阀控铅酸蓄电池厂家，生产车间有多台大功率整流充放电等非线性负载设备，因此在运行过程中产生了大量的电流谐波，经系统阻抗形成谐波电压。大量的谐波注入公共连接点(PCC点)污染了供电系统，影响生产设备长期稳定运行。为改善供电系统电能质量，故非常有必要对系统的谐波进行治理，以达到净化电源质量、保证设备安全运行的目的。

二、谐波的危害

1、注入PCC点的谐波电流、电压超过GB/T 14549-93《电能质量 公用电网谐波》标准规定，污染了公用电网。

2、 供电设备和用电设备得不到充分的利用，造成资源浪费。

3、 传统式电容器组投入与系统产生并联谐振，严重威胁系统运行安全。

4、 电容器组长期在强谐波状态下过流、过压运行，经常损坏，或不能正常投切。

5、 造成变压器温升过高，有功和无功损耗增加，增加企业用电成本。

6、 卖电点计量仪表受到干扰，计量严重误差。

7、 影响生产、供电设备长期稳定运行；实践证明，解决以上问题最有效的办法是在主变低压侧安装谐波滤除装置，故特制定本治理方案。

三、 供电系统简介、

四、 治理目标  

注入PCC点的电流谐波、电压谐波符合GB/T14549-93《电能质量 公用电网谐波》标准；满足供电、生产设备正常运行要求。

五、 谐波消除方式：  

● 采用采用TSF（THYRISTOR  SWITCHED  FILTER）即晶闸管投切滤波，系统装置实施快速动态响应补偿；

● 无源滤波方式，滤除大量的电流谐波，降低谐波电压；

● 在供电变0.4KV侧各安装一套WXL-A型谐波滤除装置；

● 将现有的电容补偿装置退出运行。

六、 滤波补偿装置设计方案：

6.1：TSF滤波补偿装置的技术指标

6.1.1 滤波补偿系统接入整流变压器的二次侧。

6.1.2 对于5、7、11次谐波电流吸收率达到75%以上，相应次数的谐波电压满足GB/T14549-93要求。

6.1.3 响应时间≤20mS。

6.1.4补偿过程中电网电压波动满足国家标准GB/T14549-93要求，即：满负荷到轻负荷补偿变化引起的一次侧电压波动≤2.5%。

6.1.5 补偿系统具有一下安全运行措施：

    系统：过电压保护、过电流保护、欠电压保护、接地保护。

    电容器：过压、过流、过热保护。

 6.1.6 补偿装置系统总功率损耗：P损小于1.5%*Q总（Q总为补偿总量）。

6.1.7 系统不产生无线电（射频）电磁干扰。

6.1.8 运行方式：全自动，连续工作。

6.1.9显示参数;PF,U,I,S,Q,P,工作状态等11种指示。

6.2：滤波补偿支路的确定：

1、计算公式：Q = P()

式中：Q为补偿容量

                P为负荷功率

                Cosф1为补偿前功率因数

                    Cosф2为补偿后功率因数目标值

     根据现场情况及以往治理经验（如汤浅电池、凌云电池等项目治理经验）

加一定裕量为670 KVAr

2、滤波及补偿回路的确定

通过上述对已知参数及推算参数的建立，可确定谐波补偿系统，然后根据仿真结果加以修改，经几次仿真后可确定所有的回路参数。

H5-1   滤波补偿支路1条               基波补偿容量180 Kvar

H5-2   滤波补偿支路1条               基波补偿容量180 Kvar

H11    滤波补偿支路1条               基波补偿容量90 Kvar

H4-1    滤波补偿支路1条               基波补偿容量60 Kvar

H4-2    滤波补偿支路1条               基波补偿容量60 Kvar

H4-3    滤波补偿支路1条               基波补偿容量60 Kvar

H4-4    滤波补偿支路1条               基波补偿容量40 Kvar

 七、主电路图：

八、设备外形尺寸: 

     1、1#变（1250KVA变）成套柜共3柜：

单柜尺寸1000（宽）×1000（深）×2200（高）

     2、4#变（1250KVA变）成套柜共3柜：

单柜尺寸1000（宽）×1000（深）×2200（高）

 九、元器件选用要求：

1、滤波电容器的选择依据、保护措施

滤波电容器采用全膜电容器，其材料为法国BOLLORE公司的补偿及滤波专用电容膜，其要求为：

（1）线电流密度为0.12A/米或相当于1kvar容量(0.45KV)允许最大电流为2Ar.m.s，可承受冲击短路电流能力为60A，使用环境温度为-25℃～+55℃，温度系数为0.015%，以环境温度20℃为基准，温度从-20℃～+55℃，其电容量变化不超过±0.006；

（2）电容损耗小于0.001(tgδ)；

（3）电容量年衰退率不大于0.02%；

（4）具有过电压保护性能：当过电压产生时，电容器不击穿，并自动将瞬间过电压的能量释放；

（5）具有过流保护性能：当电流超出允许值时，内部压力保险将切断电源；

（6）过热保护：同过流保护；

2、滤波电抗（电感器）的选择依据、保护措施

（1） 良好的线性度，采用取向硅晶片及合理的气隙；

（2）采用变流换位工艺及抽真空浸渍；

（3）具有温度保护、保护温度阈值105℃（线包）；

（4）单个电抗的运行噪音，在工频时＜45db，在谐波环境下＜55db。

3、晶闸管的选择

国产株州电力机厂研究所半导体厂-KPA,耐压3800V，平均通态电流2000A ，3000A。

4、补偿控制器的选择

选用CY-JK200型自适应无功功率补偿控制器

（1）响应时间≤20ms，驱动电平0-12V；

（2）驱动能力200mA×12；

（3）自适应功能，一步到位功能；

（4）具有缺相保护、过电压、欠电压保护；

（5）抗谐波能力强，能在大谐波、大冲击性负荷环境下可靠运行。