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浙江某铸件厂谐波治理应用
一.测试及试运行时间
2007年6月25日——2007年7月7日，浙江某铸件厂。
二.检测设备
LINI-T万用表，型号：UT-56；
LINI-T多功能钳形电流计，型号：UT223；
HWM多功能3相谐波表；
EditCool波形分析软件；
便携式计算机；
MG8型SDD钳形互感器
三、用户情况
1、用户供配电情况
用户主要负荷为冶炼用中频炉，主要生产电机机壳等铸件。
用户采用一台400kVA、10kV/0.4kV变压器进行供电。
2、用户用电实际情况
经现场实际测量，用户实际用电情况如下：
空载情况下，用户侧电压250V；
满负荷运行时，用户侧电压235V；
满负荷运行时，用电功率600kW；
满负荷运行时，用电功率因数0.97超前；
满负荷运行时，用电电流910A。
四、谐波治理设备
采用上海利思电气有限公司的电力有源滤波器ACTSine 100进行谐波治理。
主要技术指标：
■最大补偿电流能力400A；
■额定电压200/380V；
■有效输出功率100kVA；
■直流侧母线电压450VDC；
■开关频率10kHz。
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五.谐波治理前后的电能质量
1、ACTSine投入前情况
采用谐波表对中频炉各种运行状态进行了测量，同时读取用户配电柜表头数据，从设备刚启动到设备满负荷运行，在ACTSine有源滤波器未投入时，得到的数据如下：
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负荷电流 |
电压 |
有功功率 |
功率因数 |
电压畸变率THDv |
电流畸变率THDi |
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220A |
252V |
166kW |
0.60滞后 |
6% |
30% |
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400A |
240V |
300kW |
0.97超前 |
7.3% |
28.3% |
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905A |
235V |
600kW |
0.97超前 |
10% |
24.5% |
*注：用户表头读数有一定的误差，属于正常误差范围。
2、ACTSine投入后情况
采用谐波表对中频炉各种运行状态进行了测量，同时读取用户配电柜表头数据，从设备刚启动到设备满负荷运行，在ACTSine有源滤波器投入后，得到的数据如下：
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负荷电流 |
电压 |
有功功率 |
功率因数 |
电压畸变率THDv |
电流畸变率THDi |
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220A |
248V |
160kW |
0.8滞后 |
5.8% |
27% |
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400A |
240V |
300kW |
0.99滞后 |
6% |
11.5% |
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905A |
235V |
600kW |
0.99滞后 |
7.5% |
8.8% |
3.录波波形
图1 负荷220A时ACTSine投入前后波形对比
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图2 负荷400A时ACTSine投入前后波形对比
图3 负荷920A满载运行时ACTSine投入前后波形对比
4.情况分析
由于变压器超负荷运行，导致电压畸变，从而谐波也大大增加；此外，六脉相整流的控制使得晶闸管的换相过程中电流的变化率极大，整个负荷的波形呈现直角变化率，波形系数较差，谐波畸变严重。功率因数不能满足要求时仅仅是由于波形系数较差引起，不能采用常规的无功功率补偿设备进行补偿。
一般中频炉在整流部分和中频变换部分之间通常串联有电抗器，以防止中频部分返回电网形成谐波污染，对本测试中频炉检验表明，此中频炉不含串联电抗器。
由于谐波畸变严重以及变压器长时间超负荷运行，变压器损耗较大，同时谐波功率和畸变功率都将造成较大的功率浪费。
六.结论
通过上海利思电气有限公司ACTSine有源滤波器的应用情况，可以得到以下结论：
1、ACTSine运行稳定可靠。从中频炉晚22时开炉始至次日早4时，可连续运行并根据中频炉运行情况自动进行谐波补偿，从开炉时小电流到满负荷运行，都无须人工调节，运行可靠，稳定性高；
2、对于中频炉导致的电流畸变和电压畸变，ACTSine均具有良好的补偿效果，在中频炉满负荷运行时，电流畸变率由24.5%降为8.8%，电压畸变率由10%降为5%，大大降低了谐波水平；
3、ACTSine同时调整了负荷功率因数，降低了变压器的谐波功率损耗和畸变功率损耗，可以大大降低网损和变压器损耗；
4、根据现场的治理和分析，对比已有报道的ABB与梅兰日兰的电力有源滤波器，本 ACTSine技术已达到世界先进水平。
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