諧波治理方案

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一、 概述：  

福建某公司是一家專業(yè)生產(chǎn)免維護閥控鉛酸蓄電池廠家，生產(chǎn)車間有多臺大功率整流充放電等非線性負(fù)載設(shè)備，因此在運行過程中產(chǎn)生了大量的電流諧波，經(jīng)系統(tǒng)阻抗形成諧波電壓。大量的諧波注入公共連接點(PCC點)污染了供電系統(tǒng)，影響生產(chǎn)設(shè)備長期穩(wěn)定運行。為改善供電系統(tǒng)電能質(zhì)量，故非常有必要對系統(tǒng)的諧波進行治理，以達(dá)到凈化電源質(zhì)量、保證設(shè)備安全運行的目的。

二、諧波的危害

1、注入PCC點的諧波電流、電壓超過GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，污染了公用電網(wǎng)。

2、 供電設(shè)備和用電設(shè)備得不到充分的利用，造成資源浪費。

3、 傳統(tǒng)式電容器組投入與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)運行安全。

4、 電容器組長期在強諧波狀態(tài)下過流、過壓運行，經(jīng)常損壞，或不能正常投切。

5、 造成變壓器溫升過高，有功和無功損耗增加，增加企業(yè)用電成本。

6、 賣電點計量儀表受到干擾，計量嚴(yán)重誤差。

7、 影響生產(chǎn)、供電設(shè)備長期穩(wěn)定運行；實踐證明，解決以上問題最有效的辦法是在主變低壓側(cè)安裝諧波濾除裝置，故特制定本治理方案。

三、 供電系統(tǒng)簡介、

四、 治理目標(biāo)  

注入PCC點的電流諧波、電壓諧波符合GB/T14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)；滿足供電、生產(chǎn)設(shè)備正常運行要求。

五、 諧波消除方式：  

● 采用采用TSF（THYRISTOR  SWITCHED  FILTER）即晶閘管投切濾波，系統(tǒng)裝置實施快速動態(tài)響應(yīng)補償；

● 無源濾波方式，濾除大量的電流諧波，降低諧波電壓；

● 在供電變0.4KV側(cè)各安裝一套WXL-A型諧波濾除裝置；

● 將現(xiàn)有的電容補償裝置退出運行。

六、 濾波補償裝置設(shè)計方案：

6.1：TSF濾波補償裝置的技術(shù)指標(biāo)

6.1.1 濾波補償系統(tǒng)接入整流變壓器的二次側(cè)。

6.1.2 對于5、7、11次諧波電流吸收率達(dá)到75%以上，相應(yīng)次數(shù)的諧波電壓滿足GB/T14549-93要求。

6.1.3 響應(yīng)時間≤20mS。

6.1.4補償過程中電網(wǎng)電壓波動滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-93要求，即：滿負(fù)荷到輕負(fù)荷補償變化引起的一次側(cè)電壓波動≤2.5%。

6.1.5 補償系統(tǒng)具有一下安全運行措施：

    系統(tǒng)：過電壓保護、過電流保護、欠電壓保護、接地保護。

    電容器：過壓、過流、過熱保護。

 6.1.6 補償裝置系統(tǒng)總功率損耗：P損小于1.5%*Q總（Q總為補償總量）。

6.1.7 系統(tǒng)不產(chǎn)生無線電（射頻）電磁干擾。

6.1.8 運行方式：全自動，連續(xù)工作。

6.1.9顯示參數(shù);PF,U,I,S,Q,P,工作狀態(tài)等11種指示。

6.2：濾波補償支路的確定：

1、計算公式：Q = P()

式中：Q為補償容量

                P為負(fù)荷功率

                Cosф1為補償前功率因數(shù)

                    Cosф2為補償后功率因數(shù)目標(biāo)值

     根據(jù)現(xiàn)場情況及以往治理經(jīng)驗（如湯淺電池、凌云電池等項目治理經(jīng)驗）

加一定裕量為670 KVAr

2、濾波及補償回路的確定

通過上述對已知參數(shù)及推算參數(shù)的建立，可確定諧波補償系統(tǒng)，然后根據(jù)仿真結(jié)果加以修改，經(jīng)幾次仿真后可確定所有的回路參數(shù)。

H5-1   濾波補償支路1條               基波補償容量180 Kvar

H5-2   濾波補償支路1條               基波補償容量180 Kvar

H11    濾波補償支路1條               基波補償容量90 Kvar

H4-1    濾波補償支路1條               基波補償容量60 Kvar

H4-2    濾波補償支路1條               基波補償容量60 Kvar

H4-3    濾波補償支路1條               基波補償容量60 Kvar

H4-4    濾波補償支路1條               基波補償容量40 Kvar

 七、主電路圖：

八、設(shè)備外形尺寸: 

     1、1#變（1250KVA變）成套柜共3柜：

單柜尺寸1000（寬）×1000（深）×2200（高）

     2、4#變（1250KVA變）成套柜共3柜：

單柜尺寸1000（寬）×1000（深）×2200（高）

 九、元器件選用要求：

1、濾波電容器的選擇依據(jù)、保護措施

濾波電容器采用全膜電容器，其材料為法國BOLLORE公司的補償及濾波專用電容膜，其要求為：

（1）線電流密度為0.12A/米或相當(dāng)于1kvar容量(0.45KV)允許最大電流為2Ar.m.s，可承受沖擊短路電流能力為60A，使用環(huán)境溫度為-25℃～+55℃，溫度系數(shù)為0.015%，以環(huán)境溫度20℃為基準(zhǔn)，溫度從-20℃～+55℃，其電容量變化不超過±0.006；

（2）電容損耗小于0.001(tgδ)；

（3）電容量年衰退率不大于0.02%；

（4）具有過電壓保護性能：當(dāng)過電壓產(chǎn)生時，電容器不擊穿，并自動將瞬間過電壓的能量釋放；

（5）具有過流保護性能：當(dāng)電流超出允許值時，內(nèi)部壓力保險將切斷電源；

（6）過熱保護：同過流保護；

2、濾波電抗（電感器）的選擇依據(jù)、保護措施

（1） 良好的線性度，采用取向硅晶片及合理的氣隙；

（2）采用變流換位工藝及抽真空浸漬；

（3）具有溫度保護、保護溫度閾值105℃（線包）；

（4）單個電抗的運行噪音，在工頻時＜45db，在諧波環(huán)境下＜55db。

3、晶閘管的選擇

國產(chǎn)株州電力機廠研究所半導(dǎo)體廠-KPA,耐壓3800V，平均通態(tài)電流2000A ，3000A。

4、補償控制器的選擇

選用CY-JK200型自適應(yīng)無功功率補償控制器

（1）響應(yīng)時間≤20ms，驅(qū)動電平0-12V；

（2）驅(qū)動能力200mA×12；

（3）自適應(yīng)功能，一步到位功能；

（4）具有缺相保護、過電壓、欠電壓保護；

（5）抗諧波能力強，能在大諧波、大沖擊性負(fù)荷環(huán)境下可靠運行。