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为什么要滤波才能补偿?

1、前言

      谐波大的负荷不能采用串以6%电抗器的电容器组进行无功补偿;对于谐波大的负荷,必须进行滤波,才能补偿;某些情况下,必须进行精细调揩才能补偿;如何将无功补偿装置改造为滤波补偿装置;怎么进行精细调谐滤波?

2、串以6%电抗器的10kV电容补偿改成10kV滤波补偿装置

2.1设备情况

      有4台4900kVA/10kV整流变、2台2000kVA/10kV动力变,负荷25000kW,由两条10kV馈电线供电,每条线带两台整流变,配一组3000kvar/12kV电容器,并串以6%电抗器。每组分5条支路。试投产时,电容器组燥声很大,同时起动不了大马达,10kV母线的电压总畸变率THDu达18.18%,远大于国家电能质量安全标准允许值(4%),不能运行。

2.2谐波分析

(1)10kV整流变有两个副绕组,分别是Y,△结线,因此两个6脉波整流电路并联后,构成了等效12脉波整流电路,对外产生的主要谐波电流是I₁₁  I₁₃。
(2)而6%串联电抗器与电容器的揩振点是4.08,远离11与13,因此I₁₁  I₁₃都流向电网。又由于供电网短路容量较小,系统阻抗大,使THDu大大超标。
(3)这种电路特点说明,串经6%电抗器的10kV电容器组下不能使用。而最经济、最合理的办法,就是将它改造成以滤除11次、13次谐波为主的滤波补偿装置。

3、改造措施

      公将原来的5个6%电抗器换为1个5次、2个11次、2个13次的谐波电抗器即可,柜体内的其它设备不作任何变动。这里的关键,是要作好精细的调谐计算和试验。

4、效果分析

      从实测的数字可知,投无功补偿电容时,将谐波电流放大了5倍,由原来的209A放大至1081A,而投入滤波补偿柜后,大大减少了谐波电流,从209A变为62A,减少了80%。谐波电流是高频电流,不仅发热严重,而且引起的噪音很大,放大的谐波电流在变压器上产生很大的谐波电压降,因而大大降低了马达的供电电压,致使马达起动力矩不够,起起不了。而投入滤波补偿柜后,谐波电流减少80%,同时无功得到补偿,使基波电流减少50%,从2490A降为1295A,因而大大减少了供电变压器上的电压降,600kW的交流马达能带着重锤顺畅起动,正常工作起来。下面对三种工况(无电容补偿、投动态无功、投滤波补偿)作了数字和实录波形的比较,结果说明,只有滤波补偿,才能利用好电能。

工况/(A)


I₁

I5

I7

I₁₁

THD

THDU

结果

无电容补偿


2490 290 161 47 13.6% 8.4% 不能运行

投动态无功


2052 622 884 51 52.7% 24.6% 无法起动

谐波放大倍数


2.14 5.49 3.8


声响激裂

投滤波补偿


1295 37 32 11.4 4.79% 2.2% λ>0.95轻松起动


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