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柳州市国顺机械制造有限公司 消谐无功补偿装置测试报告 陕 西 电 力 科 学 研 究 院 二OO九年十二月十九日一、概述 柳州市国顺机械制造有限公司供电负荷由系统10kV馈供，在厂内10kV母线上接有一台电力变压器，变压器容量为800kVA 10/0.4kV 46.19/1154A Uk=4.68%，所带负荷功率为750kW中频透热炉一台及机床功率为150kW左右，其容量为800kVA变压器旁安装有二台无功补偿柜，补偿容量为400kVar左右，因谐波原因造成二台无功补偿柜内的断路器跳闸及车间的所有机床不能正常启动。TQF装置未安装前 系统供电示意图如下： 目前国顺机械制造有限公司生产设备中使用了中频炉装置，中频炉装置是典型的非线性电源，从一般中频炉装置设计原理可知，它是通过三相桥式整流再进行脉冲调频来进行变频的，它的正常运行必然产生较大的谐波电流，且功率因数也达不到0.9的要求，一般三相桥式整流在正常运行工况下，产生的谐波电流主要是11、13、17、19……次，它的主要特征谐波为h=12K±1,K正整数，产生的特征谐波电流与基波电流关系为：Ih=I1/h。 众所周知，在电力系统中，中频炉装置谐波源产生的谐波电流对电力系统造成污染，供电系统谐波电流含量很高，严重地加大了供电线路的谐波损耗和危害到其它用电设备的安全运行，并且也影响到用户本身的电气环境，对用户的各种电气设备造成危害。 谐波污染的危害主要表现在： ① 对旋转电机产生附加功率损耗和发热，并可能引起振动，缩短电机使用寿命； ② 对无功补偿电容器组引起谐振或谐波的放大，从而导致电容器因过负荷或过电压而损坏，对电力电缆也会电缆的过负荷或过电压击穿； ③ 增加变压器和电网的损耗； ④ 对继电保护自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作； ⑤ 造成电能计量误差； ⑥ 谐波电流在电网中流动，除增加线损外，还将对通讯和无线电干扰造成影响。 为此，电力系统和谐波源用户都有责任和必要的对谐波加大限制和治理，以保证电力系统和用户的安全可靠运行，提高整个电网运行的经济效益。贵厂选择我公司自主研发的并联型无源电力滤波器进行谐波就地和集中治理，功率为750kW中频炉安装TQF型消谐无功补偿装置后系统供电示意图如下： 安装TQF消谐无功补偿装置共2台，每台装置容量为320kVar，总安装容量为640kVar，其中5次滤波支路有4组；7次滤波支路有2组；11次滤波支路有2组，2台TQF消谐补偿装置总安装8组滤波支路，。运行投切方式为全自动投运。 二、治理目标 本次项目的目标就是滤波装置投入运行时，注入公共连接点（PCC点）的电流谐波和电压谐波满足GB/T14549-93标准要求；功率因数达到0.90以上；增大变压器出力，降低系统电路损耗。 三、测量内容及结果 测量内容主要在750kW中频炉和800kVA变压器低压400V侧三相电压、三相电流、有功、功率因数及各次的谐波电压和谐波电流情况。测量信号为：中频炉和变压器低压侧三相电压及三相电流。 试验测量仪器：产地美国的FLUKE-435电能质量谐波分析仪。 测量遵循的标准：GB/T 14549-93 “电能质量 公用电网谐波”。 测试结束后，我们对测量得到的大量数据进行了分析处理并经筛选将部分有代表性的数据以附图、表格形式给出。 四、结论 4.1 TQF消谐补偿装置投运后，有效的抑制中频炉产生的谐波电流，例如在变压器400V侧5次谐波电流由230A降到40A左右、7次谐波电流由120A降到20A左右。 4.2 TQF消谐补偿装置投运后，400V侧电压畸变率由23%降到5%以下，控制在国家谐波标准允许范围之内。 4.3 TQF消谐补偿装置投运后，使电网400V侧功率因数从0.83提高到0.98左右。 4.4 TQF消谐补偿装置投运后，使电网输送有功功率最大化，只传送必须的有功功率，将输送的无功功率降到最低水平，提高变压器运行经济水平，降低运行损耗。使传输电缆最经济的传送有功功率，只传送很少的无功功率，节约线路损耗，减轻电缆绝缘老化水平，保障安全可靠供电。 4.5 TQF消谐补偿装置投运后不会对其它电气设备产生不良影响，设备本身运行安全可靠。 五、附图表 附图1 TQF消谐补偿装置投运前后测试曲线（750kW中频炉旁测试） （1）. TQF消谐补偿装置投运前测试情况 三相电压 三相电流 UAB相电压和A相电流 电压总畸变率柱状图 电压总畸变率及各次畸变率 电压、电流及功率 （2）. TQF消谐补偿装置投运后测试情况 三相电压 三相电流 UAB相电压和A相电流 电压总畸变率柱状图 电压总畸变率及各次