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1、轮胎企业密炼机谐波治理案例 一项目由来 山东某橡胶集团公司老厂区供配电系统共六只变压器,总容量为18000KVA。用电设备多数为直流驱动,整流装置在换流过程中产生了大量的谐波,同时电流严重滞后于电压,功率因数极低,对系统造成了不良后果,主要是: 1系统存在较严重的谐波电流、电压,注入公共连接点后,污染了公用电网。同时给企业自身造成变压器温升过高,附加损耗增加、线损增加,影响公司内部办公系统计算机运行不正常,造成电能资源浪费等问题,给企业带来了一定的经济损失。 2电容器经常烧毁甚至爆炸,致使电容器组无法正常投入使用功率因数严重偏低,月力调罚款较大。 3无功冲击较为严重,已造成10KV母线电压波动
2、、压降较大。 4大量的谐波和无功冲击给供用电系统带来了安全隐患。 在上述背景下,该橡胶集团公司毅然决定采用“上海稳利达电力电子有限公司”的谐波治理方案,以达到节能减排的目的,并决定将4000KVA整流变作为项目的试点。 二现场测量 2007年12月8日,我公司遣派现场工程师,对4000KVA整流变进行现场谐波测量,测量结果如下: 14000KVA整流变10KV进线处谐波数据: H5H7H11H13THD备注 谐波电压(%)4.30.41.40.24.8% 谐波电流(A)4.143.240.963.2428.4% 24000KVA整流变低压测量数据: H5H7H11H13THD Y绕组谐波电压(
3、%)4.12.34.61.78.7% 谐波电流(A)40747831635.5% D绕组谐波电压(%)4.71.751.69.6% 谐波电流(A)33317832033.3% 3功率和功率因数: 有功功率无功功率视在功率功率因数 1608KW3190KVAr3573KVA0.45PF 三设计方案 1电原理图: 2主要技术参数: 总补偿容量:1880KVAr安装容量:5100KVAr H5滤波补偿支路2条基波补偿量:3902KVAr H4-1滤波补偿支路2条基波补偿量:802KVAr H4-2滤波补偿支路2条基波补偿量:402KVAr H7滤波补偿支路2条基波补偿量:2702KVAr H11滤波
4、补偿支路2条基波补偿量:1602KVAr 四项目实施 项目实施包括:现场测量、评估分析、制定设计方案、设计方案评审、产品制造、产品检验、现场安装、上电调试、试运行、运行测量等。 4000KVA整流变滤波装置于2007年12月8日设计评审完毕,产品经制造、检验于2008年1月15日运抵现场,经调试上电一次成功。至今已投入正常运行八个多月。 五项目效果 设备投入运行后,经测量达到了以下效果: 1注入公共连接点的谐波电压、谐波电流已达到了GB/T14549-93标准要求。 电压总谐波畸变率分别为3.6%和2.5%,已在国标范围内,各次电压谐波均在国标限值范围内。 5次电流谐波吸收率为76%;(吸收由
5、4000KVA整流变低压测发生的谐波),同时吸收了10K母线上的背景谐波,7次电流谐波吸收率为71%。 2功率因数平均达0.90PF,满负载时达0.94PF 3节能效果显著,主要表现在以下几个方面: 3.1、视在功率节约值 按现有实际数据计算结果如下: 投前电压U0=10KV,投前电流I0=189.4A,投前PF1=0.50 投后电压U1=10KV,投后电流I1=143A,投后PF2=0.94 视在功率节约值 S=1.732U0I01.732U1I1 =804KVA 视在功率节省率:=24.5% 3.2、变压器损耗节省值 4000KVA变压器的短路有功损耗查数据手册取Pk=50KVA 短路无功
6、损耗取Qk=Uk*Se 取无功经济当量=0.1,则节省的有功损耗为 PB=(S1/Se)2(Pk+Qk)(S2/Se)2(Pk+Qk) 其中S1为补偿前视在功率,S2为补偿后视在功率 计算得 PB=24KW 3.3、线路损耗 有功功率为P,平均功率因数为cos1=0.50,平均线损率为r 则在装置投入前线损为 Ps1=Pr 投入后,功率因数提高到cos2=0.90,线损下降到Ps2,有功损耗下降值为 Ps=Ps1-Ps2 Ps=Prcos1/cos2 设1=tg1,2=tg2 又Q=Ptg 所以 Cb=Ps/Qc =2cos21tg2r 其平均降损当量为 Cb=rcos21(1+2) r一般为
7、2%,则 Ps/Qc=0.020.50.5(1.732+0.4843) =1.11% 补偿1920KVAr,所以线损减少 1.11%1920=21KW 3.4、谐波能量也源于基波,故滤除后也能节省可观的能量,但难于精确计算。 3.5、有功总节约值: P=24+20 =44KW 按每天24小时,每月30天,则日节电量:44*24=1056KWh 月节电量:1056*30=31680KWh 电费以0.5元计,则日节电费:1056KWh*0.5=528元 月节电费:31680*0.5=15840元 3.6、力调罚款节省: 平均有功功率1100KW 按每天24小时,每月30天,则每月用电792000K
8、Wh,应缴电费:792000*0.5=396000元 由于功率因数为0.5,至少应以加15%电费,则多付罚款59400元 六、总结 在该套设备正常运行一个多月后,由于谐波治理后效果明显,该橡胶集团公司再次于2008年3月18日向我公司订购三套wxl-A-4OOO谐波治理兼无功补偿装置设备,并在2008年5月先后在集团公司的新老厂区投入使用。 谐波滤除装置既能满足无功补偿的要求,又能滤除谐波,节能降耗效果明显,同时谐波滤除装置比无功补偿电容器组安全,适应在谐波状态下运行,不会与系统在整次谐波下发生并联谐振,严重放大谐波。谐波滤除装置给各种设备以洁净的电力环境,保证精密设备安全工作,延长寿命,使系统安全、健康、高效。