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有源濾波諧波補償裝置在軋鋼廠(chǎng)配電系統的應用

更新時(shí)間:2023-08-29      點(diǎn)擊次數:455

為達到軋鋼工藝,產(chǎn)品要,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,使之必然產(chǎn)生一系列高次諧波,雖然現場(chǎng)的變壓器采/-Y交替接線(xiàn)可消3倍數的高次諧波但仍5、7、1113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),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,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(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,LC回路的諧振頻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,5、7、11、13次等。

img1 

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6kV系統采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn),直流傳動(dòng)裝置全部6kV一段母線(xiàn)供電,其余負荷為非整流負荷,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P=9367kw,無(wú)功功0=9137kw,直流傳動(dòng)設備裝機容量11772kw,6脈沖整流??紤]到軋制中負荷率的大小,當平均功率因數0.92時(shí),總的無(wú)功補償容Qc=4846kVar。

2.2諧波分析1所示

img2 

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

img3 

從以上諧波分析中可見(jiàn),軋機產(chǎn)生的諧波電流6kV母線(xiàn)上造成的諧波電壓畸變率0.0784,超出國0.04的允許值,其諧波電流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I5、I7、I11、I13較大,因此擬配H5,H7,H11,H13四個(gè)濾波支,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Qc和濾波補償容Qcn兩部分組成?;ㄓ行萘堪?/span>6kV母線(xiàn)月平均功率因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3:

img4 

3濾波效(見(jiàn)4)

img5 

6kV母線(xiàn)總諧波電壓畸變率: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Qc=4846kVar。當濾波裝置全部投入運行后,基波無(wú)功輸出Qfl=5199kVar,滿(mǎn)足要求。

由此可見(jiàn),濾波裝置投入,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APF有源濾波器產(chǎn)品選型

4.1產(chǎn)品特點(diǎn)

1DSP+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251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

img6 

4.3尺寸說(shuō)明

img7 

img8 

4.4產(chǎn)品實(shí)物展示

img9img10 

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

img11 

AZC系列智能電容器選型:

img12 

AZCL系列智能電容器選型:

img13 

5.3產(chǎn)品實(shí)物展示

img14img15 

AZC系列智能電容模AZCL系列智能電容模塊

img16 

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,具有重要的意義。

參考文獻

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

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

 


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