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濾波補償方案
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概述
無功補償原理
無功補償方案
濾波補償原理
濾波補償方案
直流電源原理
直流電源方案

濾波補償方案

工業中大型的諧波源

1、電弧爐

電弧爐的諧波電流成分主要為2~7次,其中2、3次最大,其平均值可達基波分量的5%~10%。諧波產生的原因是電弧的電阻值的快速時變,並在半個週期中電弧電阻也在變動,這造成電弧電流的畸變;交流電的正負半周換相,石墨電極和鋼交替作陰極和陽極,因不同材料的發射電子能力不一樣,故使電流的正負兩個半波的波形不對稱,造成偶次諧波;三相電弧不均衡,導致三次諧波;供電系統連接的各種諧波源導致各種諧波的形成等。

超高功率電弧爐在運行中經常產生突然的、強烈的電流衝擊,導致電網電壓的快速波動,頻率為0.1~30Hz。超出了GB 12326—2000 《電能品質 電壓允許波動和閃變》的規定。

超高功率電弧爐運行在熔化期時,功率因數甚至低至0.1,將引起母線電壓嚴重降低。

當前電弧爐大型化、超高功率化,使得供電電網的短路容量往往只有電弧爐變壓器容量的20~40倍或更低,故電弧爐三相負載不對稱會造成電網電壓的不對稱。

2、軋鋼機

現代軋鋼機傳動裝置的機組容量日益增大,而且其負荷變動異常劇烈,重複衝擊,週期變化。有的機組工作時,有功尖峰負荷可達到額定容量的80%~300%,週期約為數秒。相應地無功功率亦以相同程度發生波動。無功功率波動會引起工廠母線電壓波動,並且對地區電力系統也有一定影響。尤其是現代冷、熱連軋機功率很大,其有功衝擊負荷變化值可達到數萬千瓦。

3、電化學設備

在有色金屬生產中,通常採用電解方法來制取純鋁、銅、鋅等產品。大功率整流設備是現代電解生產的主要設備之一。當代先進的電解整流電源採用的是大功率晶閘管作為變流器件,整流穩流效果好。電解整流設備逐漸向中高電壓、大電流、大容量、高電流密度方向發展。由於電解整流電源功率大,電流大,因此會在空間產生強磁場,同時產生大量高次諧波,負荷功率因數低等問題。

我公司提供的系統方案

對於用戶高壓3~10kV側有高壓負載且諧波量較大的場合,建議在考慮是否需要低壓補償後,在高壓側設置HFPC高壓濾波補償裝置

其中HFPC適用於用戶高壓側負載的諧波電流較大且無功功率變化較大的場合。HFPC可設置多組單調諧濾波電容支路和多組無功功率補償之路,並採用智慧HPJK-A補償監控保護裝置可根據功率因素與無功功率複合分析自動投切濾波和補償電容器,達到最優化功率因素的目的。

對於用戶高壓3~10kV側無負載的場合且低壓側諧波含量較大的場合,建議使用LFPC低壓濾波補償裝置或者配合使用APF有源濾波器

LFPC適用於用戶低壓側的諧波電流的次數分佈較穩定的場合,在此情況下可設置若干組單調諧或“C”型濾波支路,濾出對應次數的諧波電流的同時,設置多組補償電容支路以達到即濾波又補償的目的。智慧控制器LPJK可根據功率因素與無功功率複合分析自動投切濾波電容器及補償電容器,達到最優化功率因素的目的。

對於用戶低壓側的諧波電流的次數分佈頻譜廣或各次分量幅值變化較大的場合,建議在配置LFPC的情況下,增設APF有源濾波器APF採用DQ變換智慧地分析電網,並以電力電子器件有源逆變的方式對消電網諧波電流。此時,LFPC負責濾除低次諧波(通常諧波分量較大)和無功補償,而APF負責濾除高次頻繁變化的諧波分量。這樣設計可以儘量節省APF功率器件的輸出電流,因現市場上APF對應的每安培輸出電流造價過於昂貴,若只使用APF進行全頻譜濾波需選取更大額定輸出電流的型號,其對應造價與配合LFPC使用的情況相差甚遠。

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