動态無功補償丨高壓無功補償丨低壓無功補償
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電焊網廠


用戶基本情況

  河北某電焊網廠主要生産各種電焊網、護欄網、草原網、石籠網、勾花網、燒烤網、兔籠等,企業生産設備為大中型焊機,配電變壓器為1000KVA一台、630KVA變壓器1台。供電系統圖如下: 
供電系統圖 

實際運行數據

   1000KVA變壓器所帶電焊機總功率在1860KVA,平均功率因數為PF=0.7,工作波動電流1050-2700A,630KVA變壓器所帶電焊機總功率930KVA,平均功率因數為PF=0.7,工作波動電流570-1420A。 

電力系統情況分析

  電焊機電源主要為降壓大電流負荷工作,屬于非線性負載,設備在工作中産生大量的諧波,屬典型諧波源;諧波電流注入電網,在電網阻抗上産生諧波電壓,引起電網電壓電流畸變,影響供電質量及運行安全,使線路損耗及電壓偏移增加,對電網和工廠本身電氣設備均會産生不良的影響。 
因此,應選用具有抑制諧波功能的濾波無功補償裝置對系統諧波進行抑制,補償無功功率,提高功率因素。 

濾波無功補償治理方案


治理目标

濾波補償裝置設計滿足抑制諧波及無功功率的管理規定。

  • 0.4KV系統運行方式下,濾波補償設備投運後,諧波得到抑制月平均功率因數0.92以上。

  • 不因為投入濾波補償支路而引起諧波的諧振或諧振過電壓、過電流。


設計遵循标準

電能質量  公用電網諧波    GB/T14519-1993 
電能質量  電壓波動和閃變   GB12326-2000 
低壓無功功率補償裝置總技術條件 GB/T 15576-1995 
低壓無功就地補償裝置       JB/T 7115-1993 
無功補償技術條件;JB/T9663-1999《低壓無功功率自動補償控制器》 
低壓電氣及電子設備發出的諧波電流限值   GB/T 17625.7-1998   
電工術語 電力電容器  GB/T 2900.16-1996 
低壓并聯電容器     GB/T 3983.1-1989 
電抗器            GB10229-88 
電抗器          IEC 289-88 
低壓無功補償控制器定貨技術條件 DL/T597-1996 
低壓電器外殼防護等級  GB5013.1-1997 
低壓成套開關設備和控制設備  GB7251.1-1997 

設計思路

  根據企業實際情況,我公司針對電焊機濾波無功補償設計了整套方案,綜合考慮負荷功率因數、諧波抑制,在企業變壓器0.4KV低壓側安裝一套濾波無功補償裝置對諧波進行抑制,補償無功功率提高功率因數。 
電焊機工作過程中産生3次150HZ、5次250HZ及以上高次諧波。故在設計電焊機濾波無功補償時要針對150HZ、250HZ及以上頻率設計,保證濾波補償支路在有效抑制諧波的同時補償無功功率,提高功率因數。 

設計分配

  1000KVA變壓器對應的電焊機生産線綜合功率因數從0.7補償到0.92以上,濾波補償裝置需要安裝容量為550KVar,分相9組容量進行自動投切,分别對應變壓器低壓側的繞組進行補償,分級調節容量為25KVAR,能夠适應電焊機的各種功率要求;630KVA變壓器對應的電焊機綜合功率因數從0.7補償到0.92以上,濾波補償裝置需要安裝容量為360KVar,分相9組容量進行自動投切,分别對應變壓器低壓側的繞組進行補償,分級調節容量為25KVAR,能夠适應生産線的各種功率要求;此設計充分保證了調節功率因數在0.92以上。 
安裝濾波補償後效應分析 

安裝濾波補償後效應分析

  2010年4月電焊機濾波無功補償裝置安裝投運,裝置自動跟蹤電焊機負荷變化情況,時實抑制高次諧波補償無功功率,提高功率因數。情況如下:


濾波補償裝置投入後功率

   濾波補償裝置投入後功率因數變化曲線圖0.97左右(凸起部分為切除濾波補償裝置時功率因數0.8左右)


負載運行情況

  1000KVA變壓器使用電流從1250A降為1060A,降幅為15%;630KVA變壓器使用電流從770A降為620A,降幅為19%。補償後功率損耗減少值為WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=24×{(0.85×2000)/2000}2×0.4≈16(kw·h)式中Pd為變壓器短路損耗,為24KW,年節省電費開支16*20*30*10*0.7=6.7萬元(按每天工作20小時,每月30天,全年10個月,每度電0.7元錢)。 

功率因數情況

  企業當月綜合功率因數從0.8提高到0.95,且以後每月功率因數都保持在0.96-0.98,每月都多獎勵3000-5000元不等。 

結論

  綜上所述電焊機濾波無功補償裝置具有很好的抑制諧波和補償無功的能力,解決了企業無功罰款問題,增強了變壓器的輸出能力,降低了有功附加損耗,提升了産量,為企業帶來了顯著的經濟效益,用戶投資不到一年就收回了投資。因此企業對我公司生産的電焊機濾波無功補償非常滿意,并在以後給介紹了不少客戶。

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