希诺斯公司谐波治理

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摘 要：由于生产过程中产生谐波，在电容器回路存在谐波电流，经常烧毁设备，导致电容器组不能投入运行，导致用户功率因数低。为解决该问题进行谐波治理。

关键词：无功；谐波；治理

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.266

1 具体情况描述

希诺斯公司是我局供电区域内一家以生产陶瓷纤维为产品的企业，由我局10千伏城政线供电，主要负载为阻性电弧炉，该公司投入生产后，由于其在生产产品过程中产生大量无功与谐波，导致该公司功率因数只有0.55左右，后该公司定制两台低压电容柜安装投运。投运几分钟内控制开关就相继烧坏两个，更换两天后，又烧坏了几个，于是通知该制造商，其总工第二天亲自赶来进行检查，也未找出原因，更换故障开关并将部分小修后重新投入运行，情况依然，只好退出运行。在这种情况下该公司向我局提出技术支持。由局相关部门抽调技术骨干协助查找问题。

针对这种现象，我局技术人员对各种可能原因进行过滤排查，最后大家一致认为烧坏控制开关的原因是通过开关的瞬间时电流引起的，而在工频供电系统中能产生不可控大电流的情况只可能是电器设备产生的谐波引起的

2 希诺斯公司公司配电系统分析

该公司由10KV线路送电，其变压器T3带了三个磁性调压器给阻性电弧炉供电，是厂中最大的用电负荷；变压器T1、T2使用其中一台，给其他负载供电，例如厂区照明、粉石机等，容量相对较小。

我们用谐波测量仪对该公司负荷特性做了详细的测试，测试结果见表1、表2：

同时对该厂的功率因数进行测试，其自然功率因数仅为0.5左右。

3 低压电容柜屡次烧坏开关问题所在

谐波存在情况下，在加入低压电容补偿柜后，因为补偿柜电容器容抗和电网阻抗形成一个并联谐振回路，当谐波电压频率与并联谐振回路频率相同或接近时，由于电容器对谐波的阻抗很小，相对偏低的谐波电压就会引起较大的谐波电流，从而发生谐波放大效应，电网和电容器支路就会流过很大的谐波电流，其数值甚至达到电网原有谐波电流的数十倍，这一强大的电流可导致电气设备（尤其是电容器）的损坏。由于后加入系统运行的低压电容补偿柜中所选用的控制开关电气参数相对偏低，因而在运行时总是最先被烧毁。

以5次谐波谐波为对象经理论推算，电路一旦投入电容器后，谐波会被放大为原来的4.44倍，也就是说流过该低压电容补偿电路的谐波电流是谐波源线路的谐波电流的3.44倍，由于5次谐波电流的含量占到20%左右（见前述实测结果），所以，该低压电容补偿电路将处于严重过载状态，而该电路中控制开关的抗过载能力最弱，这也是造成控制开关频繁烧坏的原因。另外在该种状况下，无功补的越多，反而不一定能提高系统的功率因数。所以要进行可靠的无功补偿，必须对谐波进行滤波。让谐波电流都通过滤波支路流入滤波器，同时，滤波支路还能补偿一定的基波无功，提高系统的功率因数。

4 解决问题方法

从测量的数据分析来看，谐波电流以五次最为严重，其次是三次和七次，所以在进行无功补偿时，考虑到对以上谐波的吸收，并考虑到对变压器本身的无功补偿，在10kV侧装设滤波器。

从最小滤波电容安装容量计算结果、最小滤波电抗安装容量计算结果、经济性分析和制造水平等方面综合考虑，最终确定滤波器各支路的参数如下，3次和5次主要根据谐波容量设计，7次除滤波外，还提供主要的无功功率补偿。

5 改造后效果评价

根据计算数据联系厂家进行设备制造，设备安装投运后我们组织技术人员再次进行了测试， 线电流，CT变比150：5，电压谐波总畸变度，在1%以下，谐波电流：主要为3（蓝色），5（红色）次。

注：该条线路谐波电流实际限制可根据短路容量按比例折算

综合以上测试数据：该条公司谐波电压合格，谐波电流抑制到很小，线路保护装置显示功率因数为0.9，各项指标达到要求。