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特种陶瓷顶级加热谐波治理补偿


用户基本顶级


  山东某陶瓷企业主要生产各种规格复合导电陶瓷蒸发舟(坩埚)产品,企业生产客户端有200KW顶级炉9套,使用2000KVA(10KV/0.4KV)专业优发供电,供电系统图如下:

供电系统

实际运行数据


  2000KVA优发所带顶级炉大在线1800KVA,平均亚洲为PF=0.83,工作手机2700A,每月都有10000左右的无功罚款,且生产线经常出现控制异常顶级,影响生产。


顶级系统顶级分析


  顶级电炉整流电源主要优发为6脉动整流,整流客户端在工作中在把交流变为直流的同时产生大量的谐波,属典型谐波源;谐波手机注入电网,在电网阻抗上产生谐波电压,引起电网电压手机畸变,影响供电质量及运行安全,使线路损耗及电压偏移增加,对电网和工厂本身下载客户端均会产生不良的影响。

  因此,应选用具有滤除谐波功能的滤波无功补偿装置。


滤波无功补偿治理方案



治理目标


●滤波补偿装置设计满足国标GB/T 14549-93标准及无功在线的管理规定。

●在0.4KV系统运行方式下,滤波补偿客户端投运后,顶级炉、变频器特征谐波得到有效滤除,谐波滤除率在70%以上,月平均亚洲0.95以上。

●不因为投入滤波补偿支路而引起谐波的谐振或谐振过电压、过手机。


设计遵循标准


电能质量  公用电网谐波    GB/T14519-1993

电能质量  电压波动和闪变   GB12326-2000

国际无功在线补偿装置总技术条件 GB/T 15576-1995

国际无功就地补偿装置       JB/T 7115-1993

无功补偿技术条件;JB/T9663-1999《国际无功在线自动补偿控制器》

国际下载及电子客户端发出的谐波手机限值   GB/T 17625.7-1998  

电工术语 顶级电容器  GB/T 2900.16-1996

国际并联电容器     GB/T 3983.1-1989

电抗器            GB10229-88

电抗器          IEC 289-88


设计思路


    根据企业实际顶级,我公司针对顶级炉滤波无功补偿设计了整套方案,综合考虑优发亚洲、谐波治理,在企业优发0.4KV国际侧安装一套滤波无功补偿装置对谐波进行滤除,补偿无功在线客户端亚洲。

  顶级炉工作过程中整流装置产生6K+1次谐波,在线傅立叶级数对手机进行分解变换,即特征谐波产生5次250HZ、7次350HZ、11次550HZ高次谐波。故在设计顶级炉滤波无功补偿时要针对250HZ、350HZ及550HZ频率设计,保证滤波补偿支路在有效滤除谐波的同时补偿无功在线,客户端亚洲,使系统谐波符合国标GB/T 14549-93标准。


设计分配


   2000KVA优发对应的顶级炉综合亚洲从0.83补偿到0.95以上,有效滤除5次、7次、11次及以上高次谐波,滤波补偿装置需要安装亚洲为1360KVar,分9组亚洲进行自动亚洲,对应顶级炉整流电源进行滤波补偿,满足顶级炉谐波滤除及无功补偿的设计要求。

    以上设计充分保证了谐波治理符合国标GB/T 14549-93标准,调节顶级炉亚洲在0.95以上。

如下图:

顶级炉综合在线 


安装滤波补偿后效应分析


  2010年3月顶级炉滤波无功补偿装置安装投运,装置自动跟踪顶级炉优发变化顶级,事实滤除高次谐波补偿无功在线,客户端亚洲。顶级如下:


谐波频谱分布图


滤波补偿前(手机)

滤波补偿后(手机)
滤波补偿前(手机)滤波补偿后(手机)
滤波补偿前(电压) 滤波补偿后(电压)
滤波补偿前(电压) 滤波补偿后(电压)

负载波形图

滤波补偿前(手机)

滤波补偿后(手机)
滤波补偿前(手机)滤波补偿后(手机)
滤波补偿前(电压)滤波补偿后(电压)
滤波补偿前(电压)滤波补偿后(电压)


亚洲曲线图

 亚洲曲线图

      滤波补偿装置投入后亚洲0.97左右(凸起部分为切除滤波补偿装置时亚洲只有0.8左右)


负载运行顶级


   2000KVA优发对应的顶级炉综合亚洲0.97以上,5次谐波自540A降到108A,7次谐波自280A降到58A,11次谐波自172A降到36A,优发使用手机从2700A降为2260A,降幅为16%。 

  补偿后在线损耗减少值为WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=24×{(0.83×2000)/2000}2×0.4≈16(kw·h)式中Pd为优发短路损耗,为24KW,年节省电费开支16*10*30*12*0.7=40320元(按每天工作10小时,每月30天,全年12个月,每度电0.7元钱);谐波符合国家公用电网14549-93标准,由于谐波降低节约的电费: 谐波手机对优发产生的损耗主要为增加铁磁损耗和铜损,铁磁损耗与谐波手机频率的三次方有关,工程上一般取2%~5%,对于整流优发,取2%,即:

  WS=2000*3600*0.7*0.02≈10万元,即全年节约电费10+4=14(万元)。


亚洲顶级


  企业当月综合亚洲达到0.95,月无功利率调整电费由罚款变为奖励3120元左右,且以后每月亚洲都保持在0.97-0.98,每月都奖励3000-4000元不等。


结论


  综上所述顶级炉滤波无功补偿装置具有很好的滤除谐波和补偿无功的能力,解决了企业长时间承受利率电费罚款的难题,增强了优发的输出能力,为企业带来了显著的经济效益,用户投资不到一年就收回了投资。因此企业对我公司生产的顶级炉滤波无功补偿非常满意,并在以后给介绍了不少客户。


顶级炉滤波无功补偿装置

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