為達到軋鋼工藝，產(chǎn)品要求,生產(chǎn)中常采用變頻調速，可控硅整流技術(shù)，交流側電流波形近似于梯形,使之必然產(chǎn)生一系列高次諧波，雖然現場(chǎng)的變壓器采用/-Y交替接線(xiàn)可消除3倍數的高次諧波但仍有5、7、11和13等次諧波產(chǎn)生，進(jìn)入電網(wǎng)造成危害，使供電波形畸變，影響供電質(zhì)量，導致電氣設備過(guò)熱，絕緣下降，電纜發(fā)熱損耗增加，干擾通訊和控制設備，造成電量表的超量計量而產(chǎn)生的高電壓擊穿和破壞電氣絕緣，也損失了大量電能，功率因數降底，其它用戶(hù)用電也將受到影響。因此，抑制高次諧波有利于提高電網(wǎng)質(zhì)量,減少危害。

1方案提出

對于中、小容量的軋機，其中無(wú)功沖擊并不大,但諧波發(fā)生量可觀(guān)，功率因數低，這時(shí)，從技術(shù)和經(jīng)濟上考慮，以治理諧波為主兼補償無(wú)功，采用電力高次諧波濾波裝置，在吸收諧波的同時(shí)，其基波無(wú)功輸出量滿(mǎn)足提高功率因數的要求。

高次諧波濾波及無(wú)功補償裝置采用LC無(wú)波濾波器，由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成濾波裝置，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼做無(wú)功補償用。LC濾波器又分為單調濾波器，高通濾波器等，濾波器通常設計成中性點(diǎn)不接地的星形接線(xiàn)方式，這種接線(xiàn)方式便于分相調諧，一相中任何一個(gè)電容器擊穿時(shí)，短路電流較小，電抗器不承受短路電流沖擊，電抗器的絕緣水平較低，有利于制造和降低造價(jià)。

單調濾波器利用串聯(lián)LC諧振原理組成(如圖1),只要將濾波器的諧振次數設計為與需要濾除的諸波次數一樣，即LC回路的諧振頻率nw=1/√（LC），w=2π*50，n為諧振次數。則該次數諧波電流將大部分流入濾波器，從而起到濾除該次數諧波的目的。單高濾波器主要用于濾除諧波源中的主要特征諧波，如5次、7次、11次、13次等。

圖1單調諧濾波器

2系統設計

2.1基礎資料

長(cháng)鋼小型材開(kāi)關(guān)站的6kV系統采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，直流傳動(dòng)裝置全部由6kV一段母線(xiàn)供電，其余負荷為非整流負荷，由6kV一、二段母線(xiàn)供電，其中主、輔傳動(dòng)的用電設備平均軋制有功功率P=9367kw，無(wú)功功率0=9137kw，直流傳動(dòng)設備裝機容量為11772kw,均為6脈沖整流?？紤]到軋制中負荷率的大小，當平均功率因數達0.92時(shí)，總的無(wú)功補償容量Qc=4846kVar。

2.2諧波分析表1所示

根據以上資料分析，其各次諧波電流估算為:上述諧波發(fā)生量6kv母線(xiàn)上造成的諧波電壓畸變率為THDU1=0.0784>0.04(國際GB/T14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的規定6V公用電網(wǎng)諧波指標)，如表2所示

從以上諧波分析中可見(jiàn)，軋機產(chǎn)生的諧波電流在6kV母線(xiàn)上造成的諧波電壓畸變率達0.0784，超出國際0.04的允許值，其諧波電流中I5、I7、I11、I13均超過(guò)國標允許值。

2.3濾波裝置設計

根據諧波分析結果，軋機的諧波發(fā)生量中I5、I7、I11、I13較大，因此擬配置H5，H7，H11，H13四個(gè)濾波支路,每個(gè)濾波支路設計成為單調諧濾波器濾波裝置的安裝容量由基波有效容量Qc和濾波補償容量Qcn兩部分組成?；ㄓ行萘堪?/span>照6kV母線(xiàn)月平均功率因數cosφ=0.92的要求確定，通過(guò)濾波裝置的基波無(wú)功輸出來(lái)達到，諧波補償容量是補償諧波而消耗的無(wú)功功率，其大小與吸收諧波電流的大小有關(guān)。各個(gè)濾波支部的有效容量和安裝容量分配如表3所示:

3濾波效果(見(jiàn)表4)

6kV母線(xiàn)總諧波電壓畸變率為:THDU2=0.0044<0.04(滿(mǎn)足標準根據前面無(wú)功補償容量計算，需要提供無(wú)功補償容量Qc=4846kVar。當濾波裝置全部投入運行后，基波無(wú)功輸出量Qfl=5199kVar,滿(mǎn)足要求。

由此可見(jiàn)，濾波裝置投入后,在基波無(wú)功補償、電壓畸變率等方面都有很好的改善，較好地起到了提高功率因數、抑制電壓畸變、提高電能質(zhì)量的作用。

4 安科瑞APF有源濾波器產(chǎn)品選型

4.1產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）DSP+FPGA控制方式，響應時(shí)間短，全數字控制算法，運行穩定；

（2）一機多能，既可補諧波，又可兼補無(wú)功，可對2～51次諧波進(jìn)行全補償或特定次諧波進(jìn)行補償；

（3）具有完善的橋臂過(guò)流保護、直流過(guò)壓保護、裝置過(guò)溫保護功能；

（4）模塊化設計，體積小，安裝便利，方便擴容；

（5）采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實(shí)現參數設置和控制，使用方便，易于操作和維護；

（6）輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統的影響；

（7）多機并聯(lián)，達到較高的電流輸出等級；

（8）擁有自主技術(shù)。

4.2型號說(shuō)明

4.3尺寸說(shuō)明

4.4產(chǎn)品實(shí)物展示

ANAPF有源濾波器

5 安科瑞智能電容器產(chǎn)品選型

5.1產(chǎn)品概述

AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節省能源、降低線(xiàn)損、提高功率因數和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，線(xiàn)路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成?？商娲Ｒ幱扇劢z、復合開(kāi)關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線(xiàn)連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長(cháng)，可靠性高的特點(diǎn)，適應現代電網(wǎng)對無(wú)功補償的更高要求。

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線(xiàn)電壓、三相母線(xiàn)電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內部晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，自動(dòng)尋找適宜投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現過(guò)零投切，具有過(guò)壓保護、缺相保護、過(guò)諧保護、過(guò)溫保護等保護功能。

5.2型號說(shuō)明

AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

5.3產(chǎn)品實(shí)物展示

AZC系列智能電容模塊AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無(wú)功補償裝置智能電容方案

6結語(yǔ)

對于中小容量的軋機、連鑄機、工業(yè)電焊機、礦山卷?yè)P機、電解槽及電弧爐，廣泛采用電力高次諧波濾波裝置，在濾除諧波的同時(shí)，又可滿(mǎn)足無(wú)功補償的要求,具有重要的意義。

參考文獻

.       張仁堂.諧波濾波補償裝置在軋鋼廠(chǎng)的應用[J].山西冶金,

.       安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版