大亚木业谐波治理案例

1．  背景

大亚木业（江西）有限公司 高压无功补偿电容器组常发生烧毁甚至爆炸事件，无法正常投入使用，导致系统长期在低功率因数状态下运行，电机启动带来启动电流增大，10KV母线电压波动，同时电缆，变压器发热厉害，变压器躁声很大。为查明电容器组烧毁原因，承保的太平洋财产保险公司委托上海稳利达电力电子有限公司对该木业公司的配电系统进行了较全面的电能质量检测，并出具电能质量评估报告一份。检测主要内容有：电压谐波、电流谐波、功率因素，三相平衡度，电网电压波动等。检测结果表明上述原因均由谐波引起。主要谐波源为1600KVA，10/0.69KV主变。

2．  电能质量评估

2．1 供电系统图

2．2测试数据

①  谐波电压

②  谐波电流

2．3 功率因数

2．4评估

该1600KVA主变各相电压总谐波畸变率均超过国标限值，各次谐波电压含有率都没有超过GB/T14549-93限值，但5次谐波电压含有率接近国标4%上限值。

5次谐波电流161A，超过国家标准；7次谐波电流53A,，已接近国标限值；11次谐波电流30A，已接近国标限值。

补偿的电容器组为普通电容器，未串电抗，电容器在较强的谐波环境中运行，且未对谐波采取限制措施，根据我们的计算，补偿电容全部投入时和系统并联谐振于6.3次，为此造成5次等低次谐波严重放大，很危险，导致电容器在过电流过电压条件下运行，最后烧毁。

基波下电力网阻抗（含该主变）为

           R_S+jX_S

基波下线路阻抗为

R+jX

而对h次谐波，考虑集肤效应，其阻抗分别为

h*（R_S+jX_S ）  、       （R+jX）

可见在谐波条件下，线损和变压器损耗增加了很多，导致线缆、变压器严重发烫，变压器噪声很大，减少使用寿命。

功率因数低、谐波电流大，为确保系统长期、安全、经济运行，在0.69KV侧安装谐波滤除兼无功补偿装置。补偿后由于基波电流的大幅减小，谐波电流的滤除，线损和变压器损耗大大减小，同时谐波能量也是来于基波，滤除后也能节能。

因此安装谐波滤除兼无功补偿装置后节能效果显著。

3．  谐波滤除兼无功补偿装置设计

3．1 根据 2.3 的测试结果确定无功补偿容量为550KVAr，设计成4、5、7、11次四个支路，4次补偿100 KVAr，5次补偿200 KVAr，7次补偿150 KVAr，11次补偿100 KVAr。

3．2原理图如下：

经仿真计算，无并联谐振，低次谐波无较大放大，安全可靠，方案可行。

4．  滤波效果

谐波滤除兼无功补偿装置调试完毕后，对投入前后进行了对比，效果显著

谐波电流如下：

电压总畸变率也从5.6%降到1.2%，保证了各负荷的安全运行，平均功率因数也达到0.95以上。变压器温度下降显著，噪声下降显著，装置运行至今，未发生任何电容器烧毁，深受用户欢迎。

5． 节能效果

现场测试有功功率节省16.7%，视在功率节省38.3%，无功功率也从原有的569 KVAr降到79.5 KVAr，极大降低了系统的无功损耗，节能效果显著，还提高了变压器出力。

运行一个月后，该木业公司对该主变的单位电耗进行了统计，出具了运行该装置后的节能降耗报告如下：

6．  总结

谐波滤除装置既能满足无功补偿的要求，又能滤除谐波，节能效果明显，同时谐波滤除装置比无功补偿电容器组安全，适应在谐波状态下运行，不会与系统在整次谐波下发生并联谐振，严重放大谐波。谐波滤除装置给各种设备以洁净的电力环境，保证精密设备安全工作，延长寿命，使系统安全、健康、高效。