滤波补偿在本溪连铸曲轴公司的应用及其节能效益分析

程坦

（国网本溪供电公司，辽宁 本溪 117000）

滤波补偿在本溪连铸曲轴公司的应用及其节能效益分析

程坦

（国网本溪供电公司，辽宁 本溪 117000）

针对中频电炉运行时谐波电流含量过多，影响公用电网供电质量、能耗较高的问题，提出了应用滤波补偿装置治理谐波的解决方案。在提升功率因数的同时又能节约能耗，具有较高的经济效益。

谐波；无功补偿；应用；节能

本溪连铸曲轴公司有1 000 kVA主变压器1台。在0.4kV母线上分别安装500kV及400kV中频电炉各1台。由于中频电炉采用的是6脉整流，工作时5次、7次、11次谐波电流含量过高，变压器损耗、温升及噪音大，安全隐患增加，导致生产效率下降，缩短变压器使用寿命，并且需要支付高额的功率因数调整电费，造成企业生产成本增高。通过应用滤波补偿装置治理谐波的解决方案，能有效地将负荷所产生的谐波吸收，改善功率因数，提高设备可靠性，在提升公用电网电能质量的同时达到节能降耗的目的，具有良好的社会及经济效益。

1　谐波及功率因数调整电费

谐波：由于公网供电标准频率为50 Hz，5次滤波的频率为250Hz，7次滤波的频率为350Hz，11次滤波的频率为550Hz［1］。

功率因数调整电费：实行2部制电价的用电客户，供电企业根据用户功率因数的水平高低减收或增收的电费。

2　谐波计算及补偿方案

因变压器低压侧2台中频电炉单个绕组侧采用6脉整流，则该中频炉的特征谐波理论值应为5次、7次、11次、13次谐波。根据电网电压质量标准，针对该整流产生的特征谐波，采用经济实用、技术成熟的动态补偿及LC滤波技术方案，分别设置滤波回路，在吸收谐波电流的同时也完成基波无功功率的补偿［2］。

3　滤波补偿系统的应用

3.1系统的技术要求

通过对变压器的低压系统进行无功功率补偿，补偿后变压器二次侧功率因数＞0.95，谐波含量达到国家标准。

第一，考核点：10kV电源进线处。第二，考核指标：功率因数/月≥0.95。电压总畸变及谐波含量不超过国标限值GB/T14549-1993。

3.2系统的设计参数

根据测试10kV电源进线处谐波，主变为1000kVA，有功功率已知为0.8，补偿前无功总量为：

补偿后功率因数达到0.95，并且输出功率不变，补偿后的无功总量为：

需要补偿的无功总量为：

根据现场数据及技术要求，通过计算及仿真，滤波补偿系统应在变压器0.4kV绕组侧加装单套滤波补偿装置，容量为300Kvar，确定5、7、11次3组滤波支路。在运行滤波装置后，滤波支路会吸收谐波电流，所以滤波装置应考虑加大补偿总容量［3］。综上所述，滤波补偿系统总容量为500kVAr。

3.3系统的仿真分析

由于系统中实际谐波发生量巨大，通过仿真系统谐波阻抗分析，对于3次谐波有1.2倍的放大，但由于系统中3次谐波分量本身就很小，所以影响不会很大。为避免特征谐波放大，滤波支路按照单投切1组H5、H7或H11，从低次向高次投运，切除时顺序对应相反。

4　补偿效果以及节能效益

4.1滤波补偿效果

装置投入后电力供电系统运行稳定，对3次谐波吸收率为76%，5次谐波吸收率为77%，7次谐波吸收率为78%，有效抑制了11次以上高次谐波。注入公共连接点的谐波电压及谐波电流均能满足GB/T14549-1993的标准限值，滤波效果明显，不会与系统发生整数次的特征谐波放大现象，同时补偿后功率因数达到0.95。

4.2节能效益

4.2.1降低后的线损节电计算

1000kVA主变平均功率按800kW计算用Sx表示，工量为10h/d、264d/年，全年耗电时间为2 640h用表示，每KW·h电费为0.55元用K表示，电能线损与传输比0.03用表示，则补偿后的全年节电量为：

4.2.2补偿后的变压器节电计算

计算公式中Pd为变压器短路损耗，为13.2kW。

4.2.3滤波补偿应用后总节电及节约电费

4.2.4力率电费的节约

根据本溪连铸曲轴公司所在地区的两部制电费计价方式，功率因数考核系数0.9，补偿前系数0.8，罚款力率为+5%，该公司全年应缴纳的功率因数调整电费Ff为：力率罚款电费=有功电费×力率

补偿应用后，功率因数提高到0.95，力率调整电费从罚5%调整为奖0.75%，该公司全年力率奖励电费Fj为：力率奖励电费=有功电费×力率

4.2.5全年节约电费

5　结语

该滤波补偿装置能有效抑制谐波，改善用电质量，提高电网安全性能；通过无功补偿，提高设备功率因数，变压器平均负荷电流减小，温升及噪音降低，运行可靠性提高，缩短有效负载工作时间，降低单位产量能耗；在节能减排的过程中，节约力率调整电费，取得了较大的社会效益和经济效益。

［1］ 陈慧颖.浅谈中频炉谐波治理及其电能计量装置的选择［J］.数字技术与应用，2014，（9）：198.

［2］ GB/T14549-1993，电能质量公用电网谐波［S］.北京：中国标准出版社，1993.

［3］ 杨波，咸日常.中频电炉用户谐波治理及无功补偿设计与应用［J］.电力电容器，2006，（5）：17-20.

Application of Filter Compensation in Benxi Continuous Casting Crankshaft Company and Analysis of its Energy Saving Benefit

CHENGTan
（Benxi power supplycompanySGCC,Benxi 117000,China）

In view of the problem that the harmonic current is too high,the power supply quality and the energy consumption is high,the application of the filtering compensation device is put forward.At the same time to improve the power factor and energy saving，with high economic benefits.

Harmonic；Reactive power compensation；Application；Energysaving

R318

A

1674-8646（2015）12-0152-02

2015-07-16

程坦（1978-），男，山东黄县人，硕士，工程师，主要从事业扩报装管理研究。