1、軋鋼廠濾波方案（TFC）窗體頂端窗體底端關于“軋鋼廠設計原.”的內容· 本站搜索更多關于“軋鋼廠設計原理”的內容 山東新科特電氣有限公司  技 術 方 案一、概述該鋼廠受電于6kV線路，其設備主要以粗軋、精軋、電動軋、預精軋為主。1#、2#整流變負荷以粗軋機為主，3#、4#整流變負荷以電動軋機為主，5#整流變負荷以預精軋機為主，6#、7#整流變負荷主要是精軋機，其他變壓器主要是動力變，電力變，負荷以電動機、直流傳動設備為主。以上軋機的整流設備是該廠產生諧波主要的諧波源，會產生5次7次諧波，并伴有少量11次13次高次諧波，受諧波影響功率因數偏低在0.7左右，治理諧波

2、污染,提高功率因數是企業實現正常、安全生產，節能降耗的重要保證，也是企業提高產品品質，提高產品的內在的核心的競爭力的重要途徑之一。二現場數據測量：測量點  名稱        電壓        電流        功率范圍 (KW)        功率因數        諧波電壓        諧波電流   

3、60;   V        A        最小值        最大值        最小值        平均值        THDV        H5        THDI        H5粗軋1#機 

4、       506        730        260        530        0.69        0.76        7.5        3.6        30.5     

5、60; 29.6粗軋2#機        486        787        314        540        0.73        0.78        8.8        3.3        30 

6、      27.5中軋1#機        308*2        1157        222*2        598*2        0.67        0.76        8        4.2    &

7、#160;   31.3        中軋2#機        300*2        1213        155*2        505*2        0.71        0.78        9.5     

8、60;         30.7        預精軋機        301*2        994        40*2        536*2        0.42        0.79        8 

9、60;     4.7        32.5        30.8測量結果評估：1電壓總諧波畸變率  THDV = 7.5% 9.5% 遠大于國家標準 （ < 5% ）的要求。 2電流總諧波畸變率  THDI = 30% 32.5%  數值很大，以5次波為主。諧波損耗比較大。3功率因數平均  DPF = 0.76 0.79   遠小于電力部門要求的 >0.9 的要求。無功損耗比較大

10、。4負荷動態時間大約為 70秒，變化快，應采用動態快速投切方式。三、諧波治理的必要性  該廠的電網參數說明該廠既要進行無功補償又要進行諧波治理，才能滿足功率因數和諧波治理的要求。諧波的危害主要表現在以下幾個方面：（1）對配電線路的影響當諧波電流通過導線時，諧波電流的集膚效應非常明顯，線路外表面電流密度加大，從而導致線路（相線及中性線）發熱。線路阻抗隨著頻率的升高而增加，諧波電流使線路的附加損耗增加，而供電電網的損耗大部分為變壓器和線路的損耗，所以諧波是導致電網網損增加的一個重要因素。（2）對電網中電動機的影響諧波電壓在電動機短路阻抗上產生的諧波電流和電動機負序基波電流一起使

11、設備產生附加熱損耗，并且在電動機啟動時容易發展成干擾力矩，造成電動機啟動困難，運行效率降低。諧波含量過高會導致電動機損壞。（3）對電網中電容器的影響由于電網中LC的參數配合關系，電容器不可避免地對部分諧波有效放大作用。如電容器參數選擇不當，投入電容進行無功功率補償，以及大幅度降低基波無功電流時，就有可能出現供電電流和電容器電流中諧波和分數諧波電流大幅度增加，從而引起電容器超溫和過壓，進而損壞。（4）對電網中繼電保護的影響  諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并會使電氣測量儀表計量不準確，是電網穩定運行的一大隱患。（5）影響計量裝置的準確性電能計量裝置按50Hz標準的正弦

12、波設計，供電電壓或負荷電流中的諧波成分會影響感應式電能表（尤其是電子式電能表）的正常工作。有諧波源存在時，該處用戶的電能表的記錄應為其吸收的基波電能減去小部分諧波電能，故諧波能使電能計量裝置產生誤差。此外，諧波對電子設備的危害以及對通訊的影響也是顯而易見的，電力裝置所產生的諧波污染已成為阻礙電力電子技術自身發展的重大障礙。對電力系統這個環境來說，無諧波是綠色環保的主要標志之一。四、濾波方案1諧波治理及無功補償方式選擇為保證設備正常運行和可靠供電，減少高次諧波對電網的污染，改善設備的運行條件，需要采取濾除諧波電流的措施，同時考慮補償基波無功功率，根據整流裝置的運行特性，要求諧波治理及無功補償裝置

13、必須具有快速調節功能，本方案采用以下治理方法： 遵循能低壓不高壓、能分散不集中的補償原則，根據我國有關電網電壓質量的標準規定，以及目前國內外在諧波治理方面的研究成果，本設計采用晶閘管動態投切濾波器的方式（TSF）對設備產生的特征諧波分別進行濾除，吸收諧波電流，改善電源的負荷特性，同時補償基波無功功率，提高電網的功率因數，給用戶帶來節能效益。2補償容量確定根據多年治理軋機諧波治理工程經驗，本方案初步設計如下表：表一：系統容量配置序號        安裝容量 ( kvar)        基波補償容量（kvar）

14、60;       濾波次數1#粗軋機整流變        1080        820        以5次為主，少量7次11次2#粗軋機整流變        1080        850        以5次為主，少量7次11次3#電軋機整流變        1600 

15、      1180        以5次為主，少量7次11次4#電軋機整流變        1600        1200        以5次為主，少量7次11次5#預精軋整流變        1200        860        以5次為主，少量7次11次6#精軋整流變&#

16、160;       2000        1480        5次7次11次7#精軋整流變        2000        1480        5次7次11次8#整流變        1700        1260       

17、5次7次11次總容量        12260        9130        五、元件簡介柜體：GGD柜型，門板采用2mm冷軋鋼板，立柱用8FM型材。固定式，正面操作，雙面維護，前后均有門。每組柜列及各柜編號在柜體前后按圖紙設標示牌，材質為有機玻璃、白底，反面刻黑字。表面噴塑處理。標準柜尺寸為：寬×深×高為1000×1000×2200mm，顏色由用戶指定。 防護等級：外殼IP33，絕緣電阻500M 。晶閘管單元：采用北車集團鐵路

18、整流專用晶閘管。1.晶閘管單元：由大功率平板式晶閘管、鋁合金散熱器、溫度傳感器、脈沖變壓器、控制板、風機、箱體等構成。2. 工作原理及保護功能：a晶閘管單元、電容器、電抗器使用三角形接法，實踐證明只有晶閘管放在三角形內，才能保證20mS的響應速度。b投切方式采用電流過零投切。在電流為零或電壓變化率等于零時，將補償回路投入電網，保證補償回路以20ms速率投入電網時，電流平滑無沖擊。補償回路退出電網后，采用電容器預充電技術，使電容器斷態電壓維持在電網電壓峰值，以等待下次的高速平滑投入。c         保護功能：可檢測回路過流、欠流、過壓、欠壓及晶閘管短路

19、、斷路。3.晶閘管的選取：選用KP型大功率平板晶閘管。由于系統電壓為400V，晶閘管電壓選區2200V，設計裕度為5倍系統電壓，根據不同補償回路額定電流的不同，晶閘管額定電流選取500A、800A兩種，電流保證最小4倍的裕度，以確保設備的高可靠性，晶閘管的管壓降將選用1.11.2V之間，以保證晶閘管在導通時功耗最小。4.溫度檢測功能：當檢測散熱器的溫度超過50攝氏度時，散熱風機開始運轉，當溫度低于45攝氏度時，風機停止運轉，這樣可以使風機的壽命大大延長（大于5年），當溫度超過95攝氏度時控制板封鎖觸發脈沖并報警。主要控制及保護模塊說明濾波補償測控儀：選用XKWKN濾波補償測控儀，本控制儀廣泛應

20、用于動態濾波裝置上，經過長期實踐和改進，具有非常強的抗干擾能力、高可靠性、高自動化程度等特點，由于是本公司獨立開發，完全適配本公司產品。功能特點說明如下：   無功補償精度高 ：XKWKN型濾波補償測控儀采用16位單片微處理器芯片、交流采樣技術、FFT算法，計算機編碼投切方式，按照1：2：4：8的分組結構，優先投入最接近系統無功量的電容組合，徹底解決欠補償和無功倒送的問題，使系統功率因數穩定在0.920.99之間。為了保證系統安全，ZBWKN型濾波補償測控儀支持網壓算法，當由于電容器投入導致網壓升高超過設定范圍時，智能終端自動切除電容回路。   系統兼容

21、：在精確測量的基礎上，裝置支持多種系統運行方式，包括雙變并列運行、雙變分列運行、1變運行、2變運行等。時鐘功能：為系統事件的發生和各種統計量提供時間坐標。電壓統計功能：統計包括電壓合格率、超上限時間、超下限時間、最大值、最小值等。諧波測量保護功能：可測量至15次諧波，并提供針對電壓總諧波畸變率的保護功能，裝置可以支持投切濾波器。 六、案例仿真分析以下為對山東某鋼廠軋機進行動態濾波補償以后的測試仿真圖形如下, 濾波器可進行手動操作控制，投入時按照先低后高順序投入，即先投5次再7次，最后投11次支路；切除按照由高到低順序切除，即先切11次再7次，最后切5次支路。濾波器各投切組合阻頻特性仿真圖如下：

22、阻頻特性濾波效果仿真分析，即以軋機全投補償切除時所獲取諧波數據為參照，仿真結果如下圖（圖中Is為注入系統諧波電流）：注入系統諧波電流變化由上圖可看出，三組濾波支路全部投入后，諧波電流均控制在虛線（即諧波電流允許值）以內，不再對其他用電設備造成危害。使用效益：可使受電平均功率因數提高到0.92以上。在配電變壓器重載或超負載處，由于功率因數的提高，可提高了配電變壓器的負載效率。在有較大波動性和沖擊性負荷處，可減少電壓波動和抑制電壓閃變，提高電壓穩定性，改善電壓質量。  降低配電網的線損。 有效消除電網諧波。動態濾波及無功補償裝置投切迅速，控制靈活，能夠滿足“設計要求”的全部內容

23、。滿足電能質量公用電網諧波GB/T145491993規定的公用電網諧波電壓（相電壓）限值：電網標稱電壓（KV）        電壓總諧波畸變率（%）        各次諧波電壓含有率（%）                奇次        偶次0.38        5.0        4.0   

24、;     2.010        4.0        3.2        1.6七、技術服務負責對使用方進行產品安裝的技術交底，并現場指導安裝及調試和對操作人員的培訓。在合同規定的保證期內，對非使用不當原因引起而發生產品損壞實行免費換修服務。（在雙方簽訂合同時，可由供方向需方提供一份詳細的技術文件及服務事項細則）八、安裝尺寸及主材料表柜體外形尺寸圖柜體內部結構圖現場的設備及技術參數：1、動力變壓   SL7630/10   1臺2、動力變壓   SL7560/10   1臺3、粗扎機整流變   1800KVA  ZK5.5%    2臺4、電軋機整流變   3000KVA  ZK5.5%    2臺5、預精軋整流變   6/0.4KV  2