冶金企業(yè)的無功補(bǔ)償與諧波治理

1、冶金企業(yè)的無功補(bǔ)償與諧波治理冶金企業(yè)的無功補(bǔ)償與諧波治理沈龍大1，劉天澤1，賈慶勇2，付培眾2(1.冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院，北京100071；2.安陽鋼鐵公司，河南安陽455004)摘要：摘要：介紹了冶金企業(yè)用電設(shè)備的工藝特點(diǎn)，用電負(fù)荷無功、諧波對(duì)電網(wǎng)危害的防治措施和技術(shù)，以及主要無功補(bǔ)償濾波裝置的性能比較和實(shí)際效益。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：冶金企業(yè)；無功；諧波；防治；效益中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TM714.30概述概述冶金企業(yè)的用電設(shè)備具

2、有容量大、大部分為感性負(fù)荷、負(fù)荷沖擊大、起制動(dòng)頻繁、快速性、自動(dòng)化程度高、工作連續(xù)性等特點(diǎn)，是用電的大戶。用電設(shè)備大量使用直流電動(dòng)機(jī)和變流器驅(qū)動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)、變壓器、電抗器、電力電子裝置等非線性負(fù)載。軋機(jī)、電弧爐等冶金設(shè)備使電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)和閃變，三相不平衡，電網(wǎng)功率因數(shù)低，線路損耗增加，諧波含量超標(biāo)，已造成諧波公害，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，解決好電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償和諧波治理問題對(duì)于保證電力

3、系統(tǒng)電能質(zhì)量及安全運(yùn)行、降低損耗、提高用電設(shè)備出力等具有重要意義。國內(nèi)外對(duì)各級(jí)電網(wǎng)的功率因數(shù)、電壓畸變率、電流畸變率、負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)注入的諧波含量均制定了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在冶金行業(yè)，對(duì)于電網(wǎng)的無功補(bǔ)償及諧波治理已得到了普遍的關(guān)注和重視，采取了防治結(jié)合的對(duì)策。1減少用電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的無功沖擊及諧波危害的措施減少用電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的無功沖擊及諧波危害的措施造成電力系統(tǒng)的無功沖擊、電壓閃變、波形畸變及諧波危害的根源主要來自系統(tǒng)外部用電負(fù)荷，因此解決電力系

4、統(tǒng)的無功補(bǔ)償及諧波治理應(yīng)首先從源頭抓起，改善用電設(shè)備的自然功率因數(shù)和減小用電負(fù)荷的諧波是根本措施，同時(shí)采用人工補(bǔ)償和濾波方法。改善用電負(fù)荷的自然功率因數(shù)和諧波的主要方法有：（1）合理選擇電動(dòng)機(jī)、變壓器、電抗器等用電設(shè)備的容量，使其接近滿負(fù)荷運(yùn)行，切忌(9)交交變頻器采用晶閘管和GTO、IGBT、IGCT等自關(guān)斷元件直接并聯(lián)的混合式電路。晶閘管和GTO同時(shí)給控制脈沖，晶閘管以電源自然換流為滯后功率因數(shù)，GTO以自身換流為超前功率因數(shù)，解決

5、交交變頻器存在的電源功率因數(shù)低、諧波大的問題，使功率因數(shù)接近1。輸出波形接近正弦波，諧波小，可提高交交變頻器的輸出頻率。該裝置適用于軋機(jī)、提升機(jī)等大容量傳動(dòng)設(shè)備，其主回路結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3混合式交交變頻器(10)變流器采用多重化技術(shù)。變流器是電力系統(tǒng)的主要諧波源。采用多重化、多電平控制是減小變流器諧波的有效方法。眾所周知，對(duì)三相橋式整流電路理論上所產(chǎn)生的特征諧波次數(shù)為N=6K1，K=1，2，3，…。存在5，7，11，13…次諧波，若采

6、用12相、24相、36相等多相整流的多重化結(jié)構(gòu)，將整流變壓器二次側(cè)繞組構(gòu)成星、角接線，使相位差30，15…，可使高次諧波含量大大減小。其諧波次數(shù)N=PK1，P為整流相數(shù)，K=1，2，3，…。各類多相整流器產(chǎn)生的諧波次數(shù)如表1所示。表1各類多相整流器產(chǎn)生的諧波次數(shù)各類多相整流器產(chǎn)生的諧波次數(shù)整流相數(shù)注入電網(wǎng)的諧波次數(shù)65，7，11，13，17，19，23，25，…1211，13，23，25，35，…2423，25，…3635，37，…由表