以电力电子为代表的非线性负载的大量应用,给电网带来了严重的谐波污染。例如某金属制品厂存在电压高、容量大,中频炉负荷特征频率谐波超标非常严重等问题,严重影响了金属制品厂的用电安全。而且谐波电流曾造成该厂35kV主变烧毁,经济损失严重。
1、金属制品厂治理前状况
该金属制品厂由一个110kV变电站的一回35kV专线供电。该厂共拥有4台35kV/1550V主变,每台主变的额定容量为6300kVA。每台主变给1台中频炉供电。4台中频炉均为12吨的炉子。此外,该厂的照明、行车等厂用电由该厂1台35kV/400V变压器供电。该冶炼厂的主要谐波负荷就是4台中频炉。在用电生产过程中,会向电网注入大量谐波。同时测试数据表明,该厂功率因数偏低,只有约0.88左右。
根据金属制品厂的情况,应在工厂内进行谐波治理和无功补偿。进行无功补偿及谐波治理时,应注意以下几个问题:
①金属制品厂的中频炉工况相对稳定,可通过合理设计滤波器的补偿容量,采用1条单调谐支路进行谐波抑制和无功补偿,不需要设置多条滤波支路。
②中频炉在冶炼初期,因炉内废钢铁尚未完全融化,工况比稳定时偏大。在设计滤波器时,应针对这种情况选取合适的电流裕度。
针对当金属冶炼厂的中频冶炼炉严重的谐波污染问题,根据金属冶炼厂的谐波负荷特性,采用合理的治理方案,使电网电压谐波满足相关要求,电流谐波大幅减少,满足中频炉动态无功补偿的需求。