顾桥选煤厂低压无功补偿及有源滤波研究

2020-11-26林勇淮河能源煤业公司选煤厂分公司顾桥选煤厂

环球市场 2020年24期

林勇淮河能源煤业公司选煤厂分公司顾桥选煤厂

一、无功补偿概念

在交流电路中，由电源供给负载率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q 表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。无功功率绝不是无用功率，它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。

在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

无功功率不足对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在：

（1）降低发、供电设备的利用率。

（2）降低输变压设备的供电能力。

（3）造成线路电压损失增大和电能损耗的增加，降低了电能质量。

（4）造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

（5）增加了企业的电费支出，加大了成本。

从发电机和高压侧供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在低压侧要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用电设备在额定电压下工作。

二、系统谐波数据分析

顾桥选煤厂31#低压配电室Ⅰ段负荷有3 台变频设备，变频器、可编过程控制器等通常要求总谐波电压畸变率（THD）小于5%，且个别谐波电压畸变率低于3%，较高的畸变量可导致控制设备误动作或通讯故障，进而造成生产或运行中断，导致较大的经济损失。本案就以该段为例分析研究。

（一）31AT-1#变压器主要负荷

31AT-1#变压器下原安装有1 台电容柜和1 台有源滤波柜，但由于2006 年投用至今年限久远，且矿中央变电所在高压侧集中补偿，所以低压侧的补偿柜与滤波柜全部停用。

主要负荷为皮带机、分级筛、破碎机、合介泵、稀介泵、煤泥泵、空压机等。其中合介泵、分介泵、煤泥泵为变频驱动。测量时，设备正常开启。

（二）谐波允许值及31AT-1#变压器谐波值

1.国家标准谐波限制值

GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》电压限值见表1：

2. 31AT-1#变压器数据分析

根据GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》标准的规定，注入电网的谐波电流允许值是按电流的绝对值计算的。对于690V系统，系统基准短路容量和最小短路容量都为10MVA 时，各次谐波电流值对比表可以看出31AT-1#变压器在设备运行时，其中 3次谐波电流9.82A；5 次谐波电流84.77A；7次谐波电流38.47A；11 次谐波电流11.91A总谐波电流94.83A。5 次谐波电流超过标准允许值，7 次谐波电流含量偏大。

谐波对电力系统或并联的负载产生种种危害，危害的程度决定于谐波量的大小和现场条件。它们将导致电网中的电力品质下降，使各种设备出现故障。