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濾波補償方案

工業(yè)中大型的諧波源

1、電弧爐

電弧爐的諧波電流成分主要為2～7次，其中2、3次最大，其平均值可達基波分量的5％～10％。諧波產(chǎn)生的原因是電弧的電阻值的快速時變，並在半個週期中電弧電阻也在變動，這造成電弧電流的畸變；交流電的正負半周換相，石墨電極和鋼交替作陰極和陽極，因不同材料的發(fā)射電子能力不一樣，故使電流的正負兩個半波的波形不對稱，造成偶次諧波；三相電弧不均衡，導(dǎo)致三次諧波；供電系統(tǒng)連接的各種諧波源導(dǎo)致各種諧波的形成等。

超高功率電弧爐在運行中經(jīng)常產(chǎn)生突然的、強烈的電流衝擊，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的快速波動，頻率為0.1～30Hz。超出了GB 12326—2000 《電能品質(zhì) 電壓允許波動和閃變》的規(guī)定。

超高功率電弧爐運行在熔化期時，功率因數(shù)甚至低至0.1，將引起母線電壓嚴重降低。

當(dāng)前電弧爐大型化、超高功率化，使得供電電網(wǎng)的短路容量往往只有電弧爐變壓器容量的20～40倍或更低，故電弧爐三相負載不對稱會造成電網(wǎng)電壓的不對稱。

2、軋鋼機

現(xiàn)代軋鋼機傳動裝置的機組容量日益增大，而且其負荷變動異常劇烈，重複衝擊，週期變化。有的機組工作時，有功尖峰負荷可達到額定容量的80％～300％，週期約為數(shù)秒。相應(yīng)地?zé)o功功率亦以相同程度發(fā)生波動。無功功率波動會引起工廠母線電壓波動，並且對地區(qū)電力系統(tǒng)也有一定影響。尤其是現(xiàn)代冷、熱連軋機功率很大，其有功衝擊負荷變化值可達到數(shù)萬千瓦。

3、電化學(xué)設(shè)備

在有色金屬生產(chǎn)中，通常採用電解方法來制取純鋁、銅、鋅等產(chǎn)品。大功率整流設(shè)備是現(xiàn)代電解生產(chǎn)的主要設(shè)備之一。當(dāng)代先進的電解整流電源採用的是大功率晶閘管作為變流器件，整流穩(wěn)流效果好。電解整流設(shè)備逐漸向中高電壓、大電流、大容量、高電流密度方向發(fā)展。由於電解整流電源功率大，電流大，因此會在空間產(chǎn)生強磁場，同時產(chǎn)生大量高次諧波，負荷功率因數(shù)低等問題。

我公司提供的系統(tǒng)方案

對於用戶高壓3～10kV側(cè)有高壓負載且諧波量較大的場合，建議在考慮是否需要低壓補償後，在高壓側(cè)設(shè)置HFPC高壓濾波補償裝置。

其中HFPC適用於用戶高壓側(cè)負載的諧波電流較大且無功功率變化較大的場合。HFPC可設(shè)置多組單調(diào)諧濾波電容支路和多組無功功率補償之路，並採用智慧HPJK-A補償監(jiān)控保護裝置可根據(jù)功率因素與無功功率複合分析自動投切濾波和補償電容器，達到最優(yōu)化功率因素的目的。

對於用戶高壓3～10kV側(cè)無負載的場合且低壓側(cè)諧波含量較大的場合，建議使用LFPC低壓濾波補償裝置或者配合使用APF有源濾波器。

LFPC適用於用戶低壓側(cè)的諧波電流的次數(shù)分佈較穩(wěn)定的場合，在此情況下可設(shè)置若干組單調(diào)諧或“C”型濾波支路，濾出對應(yīng)次數(shù)的諧波電流的同時，設(shè)置多組補償電容支路以達到即濾波又補償?shù)哪康?。智慧控制?a href="../product/LPJK.htm" class="red">LPJK可根據(jù)功率因素與無功功率複合分析自動投切濾波電容器及補償電容器，達到最優(yōu)化功率因素的目的。

對於用戶低壓側(cè)的諧波電流的次數(shù)分佈頻譜廣或各次分量幅值變化較大的場合，建議在配置LFPC的情況下，增設(shè)APF有源濾波器。APF採用DQ變換智慧地分析電網(wǎng)，並以電力電子器件有源逆變的方式對消電網(wǎng)諧波電流。此時，LFPC負責(zé)濾除低次諧波（通常諧波分量較大）和無功補償，而APF負責(zé)濾除高次頻繁變化的諧波分量。這樣設(shè)計可以儘量節(jié)省APF功率器件的輸出電流，因現(xiàn)市場上APF對應(yīng)的每安培輸出電流造價過於昂貴，若只使用APF進行全頻譜濾波需選取更大額定輸出電流的型號，其對應(yīng)造價與配合LFPC使用的情況相差甚遠。

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