中频炉谐波治理​滤波器

　　河南安阳某材料有限公司新上了3#和4#两条新型材料生产线，两台容量2500KVA变比20/0.4KV的干式电力变压器下分别负载300KW真空中频炉8台和100KW辅助加热设备8台，还负载约150KW的车间空调、变频器和其他小功率辅助设备。其中，低压母线分为五路出线，1-4号出线柜每面出线柜负载两台300KW中频炉和两台100KW加热器，共负载300KW真空中频炉8台和100KW辅助加热设备8台，5号出线柜负载约150KW的车间空调、变频器和其他小功率辅助设备，每条400V低压母线上配有三台容量300KVA的电容补偿装置。

　　然而当设备投入运营后却发现仍然不能正常生产。中频炉和加热器在生产运行时产生大量谐波流入其所在电网，导致谐波电流、谐滤电压畸变率均严重超标，直接影响生产用电设备的安全使用和整个配电网络的安全运行，原设计中的300KVA的电容补偿装置因恐放大系统内的谐波引发谐振而未投入使用，导致整个系统功率因数也偏低，需要谐波与无功同时进行治理。

　　经过河南汇德电气的技术人员进行现场谐波与无功检测后，发现，5次和7次都是主要的特征谐波，占到总谐波电压和总谐波电流85-92%，因此是治理的主要对象，也符合6脉冲整流低压侧以5次和7次尾主要特征谐波的理论模型。同时，还发现，该中频路产生的谐波还带来了大量的线损与能源损耗，由于导线的集肤效应加重，因此铜损急剧增加。同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。并且，谐波源将其吸收的一部分电网电能转变为谐波发送到电网中去，因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算，从而导致计量误差，增加了企业的用电支出成本。河南汇德电气从经济成本与谐波及无功电能质量治理效果出发，为该河南安阳某材料有限公司提供了单条出线无源滤波补偿+有源集中精确滤波+动态无功补偿的方案。

　　在单条出线无源滤波补偿方案的基础上，在400V母线C1出加装一套400A的HDA有源滤波器+HDS型的1MVarSVG，进行无源+有源混合滤波，通过无源滤除大部分谐波并补偿无功，通过有源来精确滤除系统母线上剩余谐波电流，提高谐波滤除的精度，在保证功率因数达到考核要求的情况下，还能让母线上的谐波指标达到供电公司按照国家谐波标准指标来逐项严格考核的要求.

　　该谐波治理方案投入运行后，效果明显。下面是谐波治理前后对比图：

　　再附无功补偿效果图：

　　从补偿前后波形对比和数据比较可以看出，使用无源滤波补偿+HDA有源集中精确滤波+HDS动态无功补偿的方案后，5次、7次谐波基本消失，电容补偿装置发生谐振的风险大大降低，并大大降低了变压器的铁损及线路的铜损，电流畸变基本消失，功率因素由0.4回到了0.95，为用户节约了大量电能，经济效益显著。