直流密煉機系統無功補償和諧波抑制
本文通過對某橡膠廠密煉機系統的無功問題及諧波現狀進行分析電力濾波補償裝置，并提出了有效的治理措施，經過現場應用，取得了很好的效果。
1、引言
隨著社會的不斷進步和發展對電能質量的要求越來越高，而近年來直流密煉機在橡膠行業中的廣泛使用，就是的大量整流裝置的使用，使得密煉機供電系統的電能質量受到嚴重污染，無功和諧波問題嚴重，整個系統的安全運行存在較大的隱患。
本文以橡膠廠直流密煉機的供電系統為例，對供電系統的無功及諧波現狀進行分析，并提出一些行之有效的治理措施。
2、現狀及分析
某橡膠廠密煉機系統的供電系統由整流變壓器、整流裝置和直流電機組成，整流變壓器的容量為，電壓變比6/0.69kV，單臺直流電機功率為。
在該系統中由于其功率因數極低，基本每月都存在電力罰款，因此對該負載的治理迫在眉睫，根據其負載特性：負載變化快，最快時能達到10S左右，本次治理主要以補償為主兼顧抑制部分諧波。為了更清楚該系統的功率因數情況故對其的低壓（690V）、高壓(10kV)側進行了功率因數測試，低壓側功率因數在0.45左右，高壓側功率因數在0.75左右。因此高壓的低功率因數是造成電力罰款的重要原因，因必須對其進行治理。
3、治理措施及應用情況
3.1 治理措施的確定
傳統的治理分為：有源治理、無源治理、有源+無源混合治理。以下為采用治理方案的闡述：
（1）無源方案：負載變化快，傳統的無源動態相應跟不上，若采用固定的無源治理就會出現有當無功需求小時（此種工況有40%的時間）就出現40%時間的過補現象，因此此種方案不可取。
（2）有源方案：有源動態相應快，即可濾波也可補償，作為補償時即可輸出感性無功也可輸出容性無功，可以滿足工況的需求，但需要的容量大，投資成本高。
（3）有源+無源混合方案：結合無源的自身優點在補償的同時抑制諧波，而且成本低，再利用有源裝置動態響應快的特點，利用小容量有源就可以彌補無源過補的或部分欠補的現象，這樣就既減少減少了投資成本又達到很好的治理效果（補償容量可達無級可調）。
通過第2節的測試及分析，現有系統諧波污染、功率因數低下，而且工作周期短，諧波和無功需求隨時間有較大的變化。針對這種快速變化的系統，無功補償和諧波的抑制也必須能夠跟隨負荷的快速變化，這樣才能起到很好的效果。因此本次治理采用有源+無源混合方案。
3.2 治理裝置的設計
無源技術就是利用L、R、C元件組成串聯諧振回路，通過合理配置參數，使其在某個（或某些）固定的頻率上為諧波提供一個低而阻抗的通道，諧波大部流入該支路，從而減輕對系統產生的污染。同時該支路在基波頻率下呈容性，又可以向系統提供容性無功，提高系統的功率因數，有源技術是近年來發展起來的一種諧波抑制的新技術，集動態濾波、動態無功補償（容性、感性可編程）于一體，響應速度快114移動站，濾波效率高，是目前最為理想的濾波、補償產品之一。
根據現有的有源產品可知有源設備的工作電壓均在500V以下，而治理系統為690V，因此須在有源裝置和母線間加以專用變壓器來提高其工作電壓，針對這一工況通過測試進行計算此次所需的無功補償量，因此根據就近治理的原則，在變壓器的低壓側（低壓共兩個繞組，分別在每個低壓進行治理）進行治理直流密煉機系統無功補償和諧波抑制，因此設計方案為：采用低壓濾波補償（對其進行濾波補償進行粗調），然后在利用有源進行微調。
3.3 應用效果說明
按照3.2中要求的進行設計的治理裝置，通過在系統中使用前后進行對比測試，結果顯示治理取得良好的效果，具體效果見下圖所示：
通過對記錄取得的數據進行統計計算電力濾波補償裝置，裝置使用后，高壓10kV系統的平均功率因數達到0.92以上，大大滿足用戶要求，同時無功功率減少后，還可以降低無功損耗，增加網絡元件供電能力裕量。
4、結語
針對某橡膠廠密煉機供電系統存在的波污染和功率因數低下的問題，通過對系統進行測試和分析，找出了密煉機工作的特性并據此采取了有效的治理措施，在本次的治理過程中采用有源升壓治理為首例，使用結果表明治理效果非常明顯，有效地解決了長期困擾用戶的難題。
（本文選編自《電氣技術》，原文標題為“直流密煉機系統無功補償和諧波抑制”，作者為殷慶、李平等。）
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