60v系统1400kw直流电机电机
低压动态无功补偿兼谐波滤除装置
该配电系统生产线上现有直流电动机8台1400kw，，电压变比为10/660v，变压器为整流变压器、由于控制设备大多采用的是晶闸管整流技术，在工作时不同程度地产生了一定的谐波发生量，根据用户提供的参数及我公司对其它同类型项目的谐波测试数据分析可知，设备在工作时，在用户配电系统中，5次谐波电流含量可达到21%以上，7次谐波电流也可达15%以上，11次谐波电流也可达到11%%左右、谐波电流及谐波电压畸变率将会远远超出国标《电能质量公用电网谐波》gb/t14549-93的国家标准限值。高次谐波电流注入上端10kv电网，将导致电力系统中高次谐波含量迅速增长，引起供电电压波形畸变，增加了线损和用电设备的损耗，造成了多余的能耗，同时影响电网其他用电设备的正常运行，降低了电能质量，对设备的安全运行造成了安全隐患。同时由于设备运行时随着负荷的变化功率因数变压也较大，低负荷时只有0.7左右，这将产生多余的无功损耗，给用户造成较大无功罚款，使用户蒙受了较大的电费损失。
为了保证设备正常运行、供电系统可靠供电和节约电能，需要对该设备采取抑制谐波电流的技术措施，同时考虑补偿基波无功功率。根据我国有关电网电压质量的标准规定，以及目前国内外在谐波治理方面的研究成果，采用滤波兼动态补偿技术方案，针对该整流产生的特征谐波分别设置滤波回路，吸收谐波电流，同时也起到补偿基波无功功率、节约电能的作用。
中容电力补偿设备有限公司生产的谐波治理设备具有动态跟随负荷的变化的特性，能有效提高电网的电能质量、功率因数和节约电能，同时提高整个用电系统运行的可靠性及设备运行效率，降低运行成本和设备维护费用，延长设备的使用寿命，给用户带来明显的经济效益。
1.4负载产生的谐波对电网及设备的影响电源根据整流脉数可以分为6脉整流，12脉甚至24脉，根据工作时的功率因数可以分为恒功率与普通功率。整流的相数越高，产生的谐波量就越低，对电网的影响就越小，危害大大降低。
控制设备电源由于大多采用的电气传动为晶闸管整流技术，所以在工作时除了功率因数较低外，同时也产生高次谐波，若负载侧大多控制设备采用的是六脉动整流技术，则产生的谐波主要以5，7，11次为主。
高次谐波对电网主要影响：引起电气设备发热，振动，增加损耗，缩短寿命，干扰通讯，使可控硅误触发，部分继电保护误动作，电气绝缘老化损坏等。
基波补偿容量及安装容量的确定
根据提供数据显示目前负载以及部分生产装置功率因数,以如下公式计算出需要补偿的无功功率(总功率p取1400kw，pf=0.7)。
q＝p（.png－.png）
　计及滤波电抗的滞后无功作用，取补偿后的cos.png=0.93　得到需补偿750kvar。
根据用户提供的现场技术数据、技术要求，以及我公司谐波数据分析，结合我公司以往对其它同类型项目的设计经验，通过计算、修正及仿真，本方案设计在变压器的低压绕组侧各加装一套滤波补偿装置，设计单套滤波装置基波补偿容量为750kvar（能满足用户月平均功率因数在0.93以上），装置共分为，5，7，11次3条滤波支路。由于考滤到滤波装置投入后吸收大量谐波电流注入各滤波支路，因此滤波装置在满足基本补偿容量的同时，必须得加大安装容量，本方案设计系统总安装容量为1124kvar。
滤波装置的一次接线图如下图所示：.png
.png在设计过程中考虑到，用户有时低负荷运行，如单个支路大容量投入会对变压器造成冲击或无功过欠补偿，所以本方案在5-7-11次滤波支路各设分支，设备运行时根据用户负载需求量将滤波支路一次投入或者分支投入来满足需求要求。
2.4.1.2仿真分析及校验
采用滤波补偿方案，用仿真软件分析比较了多种效果，由于系统中的实际谐波发生量非常大，在相同基波的补偿容量下，采用5，7，11组合有利于对系统的实时无功补偿及最大限度吸收5，7，11次谐波电流，同时避免对其它次谐波产生放大。仿真给出系统谐波阻抗图，对于3次谐波稍微有大约1.3倍的放大，由于系统中3次谐波分量本身就比较小，故不会产生太大影响。
滤波装置投入后系统稳定，不会与用户供电系统发生整数次的特征谐波放大，且对系统的5次谐波吸收率达到了60-80%以上，7次谐波电流吸率都达到了60-80%，11次谐波电流吸收率达到了85%，13次以上谐波电流平均吸收率也达到了50%以上。
2.4.1.3滤波回路元件参数
★ 0.66kv滤波电容器电抗器参数表
表1 0.66kv滤波回路电容电抗参数
h3 h5*2 h7*2 h11*1 h13 备注
电容器(uf) -- --
三相电容器安装容量(kvar) --- 265kvar 182kvar 230kvar -- 1124
三相电容器电抗输出容量(kvar) --- 186.4 115.4 120.7 -- 750

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