中频感应炉谐波治理设计方案

中频炉谐波治理设计方案

根据用户/电力部门的要求，我公司对该项目的 X 吨中频炉谐波进了测量，根据测量数据，设计一台低压＜ X KV＞中频炉谐波治理装置一套，由于用户中频炉在投运中功率因数已经很高，本方案仅以治理谐波为主，设计要求是滤波装置投入后，使注入系统的各次谐波电流和谐波电压，达到国家标准。

一、参考标准：

1.GB/T14549-93《电能质量  公用电网谐波》2.GB10229-88     电抗器

3.GB12325-90  《电能质量，供电电压允许偏差》

4.GB12326-90  《电能质量，电压允许波动和闪变》

5.GB/T15576-1995低压无功功率静态补偿装置总技术条件

6.GB3983.1-89  《低电压并联电容器》

7.GB4208-93     外壳防护等级（IP代码）

8.GB4720-84 电控设备 第一部分 低压电器电控设备

9.GB12747-91       自愈式低压并联电容器

二、基本参数

变压器容量 X KVA，  X KV/ X KV，△U%= X %，负载 X 吨中频炉。

三、按经验值数据设计

I=XA ，I1=XA,   I5=X%,  I7=X%, I11=X%,  I13=X%,

谐波电流选取：I1=X×K=XA，I5=XA, I7=XA,I11=XA

四、滤波方案的确定

    1、为了保证设备正常运行和可靠供电，减少谐波对电网的污染，根据我国GB/T14549-93《电能质量  公用电网谐波》规定，我们采用在低压侧安装滤波补偿装置。

从数据分析，中频炉为6脉冲整流，特征谐波为6K+1，主要谐波次数为5、7、11、13次。

2、方案：由于中频炉功率因较高，谐波电流又大，既要考虑无功不能过补，又要谐波滤除率达到标准，因此基波补偿容量不能过大，但必须有足够的安装容量使谐波滤除率达到标准，考虑背景谐波影响及以往的经验，经计算：决定基波补偿容量XKvar，在低压侧功率因数大于0.96，高压侧大于0.92。

本方案设计X条滤波支路：5次X条支路，7次X条支路，11次X条支路（高通支路），为了使各支路无功消耗相同，每支路补偿容量都为XKvar.

五、接线图：

六、滤波装置主要功能：

  1、从测量数据所知，中频炉负荷变化比较稳定（除出炉时外），不需要采用快速晶闸管投切的自动补偿，而且晶闸管容易损坏，控制回路复杂,运行不可靠，维修工作量大，成本高，因此本方案中采用真空交流接触器投切开关，用智能控制器按负荷无功功率变化，自动跟踪快速投切。实现了快速自动补偿，确保运行稳定可靠。

  2、在系统变压器二次侧投入自动滤波装置后：

a)   10 KV侧平均功率因数cosφ> 0.92 ；

b)   X V侧谐波满足GB/T14549-93标准要求，5，7次谐波电流滤除率≥50%；

c)   10 KV侧电压波动不超过2%，有效地抑制中频炉运行引起的电压波动；

d)  公共连接点按估算的短路容量，经仿真计算不会产生系统谐振。

  3、控制物理量：无功功率或视在电流。

4、具有自动/手动切换功能，正常运行在自动位置，当控制器故障时，临时切换到手动，可使设备正常运行。

5、保护功能：过流、过压保护功能。

七、系统环境

    1、工作条件：

a.  配电系统： X V±10%，50Hz

b.  环境温度：-40℃ ~ +55℃

c.  相对湿度：≤95%（25℃）

d.  海拔高度：≤1000m

e.  无强烈振动和冲击，无强电磁场干扰。

2、额定电压： X V±10%

3、控制方式：自动投切和手动投切由用户设定

4、显示：电压、电流、功率因数等电参数

5、柜型：标准柜体 GGD

6、防护等级：IP20

7、冷却：自然空冷

8、过负荷能力：

a.  成套装置能在1.1倍额定电压下长期运行；

b.  在1.15倍额定电压下每24h中运行30min；

c.  在1.2倍额定电压下每月运行2次每次5min；

d.  在1.3倍额定电压下每月中运行2次每次1min；

e.  成套装置能在有效值为1.3倍额定电流下连续运行。

八、技术服务

    1、双方对总体设计方案确认后，根据需方提供的负荷参数及技术规格要求进行设计。

2、随时和需方人保持联系，接受需方技术监造，并提供一切方便。

3、设备验收后，在保修期一年内做到服务及时有效，在接到用户故障信息后，省内12小时，省外48小时必须到现场。在质保期内如因质量问题而发生损坏免费维修。

4、设备运行超过保修期后，不定期为用户巡检,提供优质终身服务。

5、设备在验收时，交付设备的全部技术资料包括元器件供应厂名及出厂合格证，试验报告。

6、做好设备安装过程中的一切技术指导工作，并对需方人员进行免费技术培训。

九、主要器件介绍

    1、控制器：采用高速高性能专用CPU，实现高速同步采样，进行快速FFT（傅立叶变换）算法实现各项参数精确测量和计算，液晶显示电压电流有功、无功功率及功率因数和控制参数等。

主要特点：a、交流采样、数字积分、滤波、抗谐波干扰；b、以无功功率为控制物理量，控制精度高，投切无振荡；c、具有自动运行和手动运行二种方式；d、具有自诊断功能当出现故障时自动退出，不影响整个系统；e、控制器输出具有多种补偿方式，方便用户选用。  

2、电容器：ASMJ或AGMJ型滤波电容器，采用金属化膜，真空浸渍优质的绝缘油内置防爆装置，安全可靠，电流过载能力≥1.5In。

3、三相铁芯滤波电抗器，不产生电磁辐射干扰，线性度为1.8In，三相电感量平衡度≤2%。

4、投切开关：低压真空交流接触器器/晶