有源濾波及無功補償裝置在大型精煉爐配電系統應用與選型

摘要：大型精煉爐在對鋼水進行加熱并精煉的過程中,由于電弧電流的不穩定變化,會產生高次諧波注入電力系統,同時從電力系統中吸收大量無功功率造成35kV母線電壓波動。電力系統諧波的存在將會縮短電氣設備的壽命、增加電力系統引發諧波諧振叫的概率、導致續電保護和自動裝置誤動作以及干擾通信等。本文對諧波濾波及無功補償裝置的工作原理進行了深入的研究,通過對諧波濾波及無功補償裝置的優化設計及模擬仿真,以達到有效治理諧波、提高功率因數和優化電能質量的效果。

關鍵詞：精煉爐；諧波濾波；無功補償

0引言

大型精煉爐治煉過程中會產生大量的諧波并消耗大量的無功功率.諧波和低功率因數對電氣設備會產生很大的危害并帶來許多附加的經濟損失。電力系統中的諧波問題會導致電力設備發生故障、降低爐變變壓器網的運行效率、影響周邊的用電安全、增加電力系統的網損以及引起線路誤跳閘等一系列問題。因此,企業需要對大型精煉爐治煉過程中引起的電能質量問題加以治理。

1.諧波濾波及無功補償裝置的應用

結合以上設計方案，針對精煉爐分一臺單獨運行和兩臺同時運行這兩種工況分別進行仿真計算和分析，實際測試兩種工況下的諧波計算結果如表5所示

如表5所示，當投入使用濾波器后,負荷生產時注入電力系統的各次諧波電流和母線諧波電壓含有率均能滿足國家標準^[4]的要求，同時防止了旁頻諧波放大及電力系統并聯諧振達到了治理諧波的目的。

2 安科瑞APF有源濾波器產品選型

2.1產品特點

（1）DSP+FPGA控制方式，響應時間短，全數字控制算法，運行穩定；

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

（3）具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

（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，達到較高的電流輸出等級；

3.型號說明

4.尺寸說明

5.產品實物展示

ANAPF有源濾波器

6 安科瑞智能電容器產品選型

6.1產品概述

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、降低線損、提高功率因數和電能質量的新一代無功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開關電路，線路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成。可替代常規由熔絲、復合開關或機械式接觸器、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連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應現代電網對無功補償的更高要求。

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內部晶閘管復合開關電路，自動尋找適宜投入（切除）點，實現過零投切，具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。

6.2型號說明

AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

6.3產品實物展示

AZC系列智能電容模塊AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無功補償裝置智能電容方案

7.結語

大型精煉爐的無功補償及諾波濾波裝置投入使用后，明顯地改善了供電系統35kV母線上的功率因數，對穩定電力系統運行、提升變壓器負載能力、降低電力系統網損、減少電網誤跳閘次數、提高電氣設備使用壽命、提高精煉爐治煉效率、節能降耗等方面起到了重要作用,并可以改善各種經濟技術指標,提高企業產品合格率,使得企業完成各項生產任務。