谐波补偿改造方案

一、中频炉谐波概况

广杰五金有2台中频率设备，用于钢制品的淬火处理，运行电流300A以上。通过检测发现，设备运行时对用电系统产生严重谐波干扰，谐波测试见下图：

谐波电流及波形图

由上图可知，设备运行时主要产生奇次谐波干扰，且谐波含有率较大导致波形严重变形，影响整个用电系统电能质量，进而降低了电能使用效率，有必要通过安装谐波补偿装置降低谐波干扰。 二、谐波改造分析

（一）、谐波产生原因和影响

广杰五金有1台变压器为全厂供电，变压器容量800kVA，中频炉未设置专用电压器供电。中频炉电源产生的大量谐波直接注入到配电变压器，造成变压器振动、损耗增加，具体表现在噪音大、油温高、

功率因素降低。同时，与低压侧的电容器发生谐振，造成电容器经常烧毁，保护装置误动作。

中频炉功率因数低于0.8，大量无功功率由配电变压器提供，加重了变压器的负担。由于配电变压器的电容器经常烧毁，导致配电系统不能正常运行。 （二）、谐波补偿改造

根据就近补偿原则，考虑在2台中频炉低压侧安装中频炉专用的1套KYTBBL高压滤波补偿装置。该装置投入运行后，不但可以从根本上解决上述电能质量问题，还能收到可观经济效益。

1、设计思路

项目设计的目标是设备安全和节省电费，低的投资成本基础上达到较好的滤波效果。因此设计以无功补偿和设备可靠性经济性要求为首要目标，谐波治理以五次谐波和七次谐波为主，其他高次谐波不考虑。

2、滤波器全部投入 3、关键元器件选取

接触器：顶级高性能真空接触器作为投切器件，其性能可靠，电寿命可达60万次，损耗小。

滤波电容器：采用特殊制造的单相滤波电容器，其主要绝缘材料采用国外品牌。滤波电容器使用寿命长，损耗小，可长期（一般4～6年）在谐波较大的环境下使用（一般电容器在谐波负荷下的寿命，只有0.1～1.5年）。

滤波电抗器：采用低损耗的铁心滤波电抗器，电抗器正常运行温升不超过60K，真正做到“绿色节能”。装置整体损耗保证小于总容量的1％。

每个支路都有三级过流保护，系统安全可靠性高。

4、具有超限报警和保护闭锁功能，报警限值可由用户设定。 5、具有手动控制和自动控制两种工作方式，便于调试。 （三）、改造后的综合效益

1、装置的预计运行情况

该KYTBBL高压滤波补偿装置可自动跟踪调节各个支路的投切，开启后无须人员操作。预计功率因素可由0.73提高到0.97。

2、产生的经济效益

（1）功率因数提高，节约力调电费：装置投入后功率因数提高至0.97，力率调整电费由罚8.5％变为奖0.75％，一正一负相差9.25％，月节省调整电费约2万元。

（2）增容降损：功率因数由0.73提高至0.97，变压器的平均负荷电流减小25％（COSφ1／COSφ2＝0.73／0.97），相当于变压器

2运行容量降低了25％；变压器铜损减少：1－（0.73／0.97）＝43％；

变压器温度降到65℃左右。

每月节省电量：

20kW*43％*12h*30天＝3096kWh

(20kWh为变压器的合计铜耗，每天工作以12小时计) 此项节约电费：2786元／月。 （3）提高生产效率

KYTBBL高压滤波补偿装置投入后，能够使电压更稳定，有利于缩短熔炼时间，（也能减少热能既电能损失），达到提高生产效率的目的。

（4）提高设备运行可靠性，延长设备使用寿命

KYTBBL高压滤波补偿装置投入后，负荷无功电流、谐波电流将会减少，设备的发热、损耗降低，振动也将减少。谐波电流减小70％，单独谐波损耗节约的电费将近1000元/月。

系统内各元件损坏率降低、设备绝缘老化减缓，故障率下降，延长设备寿命，因而提高公司整体用电的安全性。

（5）供电系统效益

无功功率的减少，不仅节约企业自身的电费开支，还能减少电网的线损和对上一级变压器容量的占用。谐波污染的减少，降低对通讯、自动控制装置、电能计量和继电器保护的干扰，提高了电网的安全性能。

三、企业综合投资收益

1套中频炉专用的KYTBBL高压滤波补偿装置，全部投资为30万元。实际平均年节约电费：

（20000+2786+1000）*12=285432元/年

投资回收期：

300000元/285432元=1.05年。