目 錄
1.無功補償與諧波概述
1.1 概述
1.2 無功補償
1.3諧波
2. 系統負荷配置狀況
2.1 系統與新增變壓器
2.2 變壓器供電一次簡圖
2.3 動態濾波無功補償裝置接入一次簡圖
3. 動態濾波器設計原理,運行功能與目標
3.1 設計原理
3.2 設計依據
3.3 運行功能與目標
4. 軋機0.63KV系統無功補償與諧波治理方案
4.1 1480軋機負荷計算依據
4.2 主機濾波補償容量計算
4.3左右收卷濾波補償容量計算
4.4 0.63KV動態濾波補償裝置方案圖
4.5 0.63KV動態濾波補償裝置主要元件選擇
4.6 諧波及0.63KV諧波產生與濾除
5. 軋機附機0.4KV系統無功補償與諧波治理方案
5.1 0.4KV動態濾波補償裝置方案圖
5.2 0.4KV動態濾波補償裝置主要元件選擇
5.3 0.4KV諧波產生與濾除
6. 動態濾波補償裝置產品描述
6.1 使用條件
6.2 技術參數
6.3 產品構成
6.4 結構特點
7. 保修及售后服務
8. 造價與交貨時間
9.包裝運輸,安裝調試與系統運行測試
動態濾波補償裝置設計方案
1.無功補償與諧波概述
鋼鐵公司的軋機,用電負荷有主機直流電機、左右收卷直流電機；直流電機都是采用三相6脈全控整流調速裝置供電，屬于典型的非線性電力電子設備。它工作時既產生大量的高次諧波，又產生大量的無功功率。
軋機在生產過程中，功率因數較低，平均只有0.56左右，如無功不補償，將造成如下不良影響：
- 變壓器利用率低。也就是降低了輸變電設施的供電能力，主開關跳 閘，造成用電設備不能正常工作。
- 線路電壓降低且波動。供電系統損耗增加，也就是用電電費增加。
- 供電力率不足，供電部門罰款。
軋機直流電機調速控制裝置是典型的三相6脈全控整流電力電子設備，工作時不僅產生大量諧波，而且平均功率因數只有0.56左右。高次諧波主要有：5次，7次，11次等，電壓總畸變率在6%~13%。高次諧波的主要危害：
- 電流電壓波形畸變、電壓波動及閃變加劇。
- 功率因數降低，主開關跳閘，供用電設備發熱嚴重，噪聲大，損耗增加，絕緣降低。
- 軋機直流電機電刷易壞,轉子發熱嚴重。
- 導致繼電保護裝置、自動裝置和計算機系統誤動作數據丟失，誤顯、誤報，軋機工作抖動斷帶。
- 傳統的無功電容補償裝置內的熔斷器、電容器、接觸器等損壞，起火燃燒，運行費用增加。
- 嚴重威脅供電系統安全運行
為免除諧波造成的危害，所以對軋機運行的電力系統必須進行諧波治理。增加濾波無功補償裝置，對企業節能也有著重大意義。濾波無功補償裝置具有投資少，損耗小，結構簡單緊湊，運行維護方便等優點。
2. 系統負荷配置狀況
2.1 系統與新增變壓器
某不銹鋼公司,新建2條1480可逆軋機生產線.公司新建變站35KV/10KV ,5000KVA 1座，10KV出線供10KV/0.63KV、4500KVA整流變2臺分別帶2臺軋機生產線，10kv/0.4kv、2500KVA 動力變2臺供1480軋機附機及全廠動力
直流調速裝置在運行時，功率因數只有0.56左右，并且還產生大量的高次諧波，嚴重危害公用電網的安全運行．
10kv側功率因數設計目標0.95以上，在0.63kv、0.4kv母線側配置諧波治理及無功補償裝置。負荷容量大，在0.63kv、0.4kv側加裝濾波補償裝置，整流器產生的諧波就地被濾除，避免諧波對用電設備的影響，明顯減少系統電損耗，易維護，造價低等優點。
2.2 變壓器供電一次簡圖
2.3 動態濾波無功補償裝置接入一次圖
3. 動態濾波器設計原理,運行功能與目標
針對由可控硅變流等非線性負荷產生高次諧波，無功損耗大等特點，利用現代電路理論，電磁諧振基本理論和計算機控制原理，對產生嚴重諧波的各種非線性負荷，依據實測參數進行配套設計的電力濾波無功補償裝置，既能精確地濾除電力諧波，又能足夠地補償無功；運行中電腦實時監測顯示各種電能參數；整個生產過程進行數控方式自動投切，自動跟蹤和自動調整運行參數。改善系統電壓，電流波形，穩定系統電壓，增強供配電系統的帶載能力，提高供配電系統及用電設備運行的穩定性。
- Q/DZ1-2009 佛山市帝造電器電力濾波無功補償裝置企業標準
- GB 4208 外殼防護等級的分類
- GB 7251.1-2005 低壓成套開關設備
- GB 10229 電抗器
- GB 11032-2000 交流式無間隙金屬氧化物避雷器
- GB/T 12325 電能質量 供電電壓允許差
- GB 12326 電能質量 電壓波動和閃變
- GB 12747-2004 自愈式低電壓并聯電容器
- GB/T 14549 電能質量 公用電網諧波
- GB/T 15543 電能質量 三相電壓允許不平衡度
- GB/T 15576-2008 低壓無功功率靜態補償裝置
- GB/T 20298-2006 靜止無功補償裝置(SVC)功能特性
3.3 運行功能與目標
(1)濾除功能
能濾除可控硅變流等非線性負荷產生的多種高次諧波電流，即主要有5次、7次、11次、13次等，使注入公用電網的諧波低于國家標準GB/T14549及附件規定的允許值，改善電壓電流波形，消除高次諧波對電網及用戶電氣設備的干擾和破壞。
(2)補償及節電功能
非線性負荷在換流過程中消耗大量無功功率，其實際功率因數只能達0.45～0.65，電力濾波無功補償裝置能自動補償無功，使其功率因數達0.95以上，大大提高變壓器利用率，減少變壓器鐵損、銅損、消除因力率不足供電罰款，節電近15%～20%。
(3)保護功能
設置有過流保護，過電壓保護，諧波諧振保護，過熱保護。使濾波無功補償裝置運行安全可靠。
(4) 運行顯示功能
裝置帶放電指示，濾波支路投入指示，負荷全電壓、全電流，有功功率、無功功率，基波電流、諧波電流顯示，補償支路電流顯示；真功率因數指示，越限信號和保護動作原因指示。
(5) 自動跟蹤調整運行參數的功能
濾波裝置控制中心能自動快速檢測系統參數，數控可控硅投切LC濾波通道，隨無功大小變化，裝置濾波通道自動投切，即切大投小或切小投大同時進行，始終保持運行參數達到最佳水平，絕不會造成網壓波動。系統投切響應時間20mS，投切時間：動態投入≤1S，切除≤１S。
(6)調整控制參數功能
可隨時重新整定改變各種控制參數，以適應用戶設備情況變化和不同用戶的需要。
(7)諧波實時分析、保存、通訊功能
能對生產設備工況進行實時諧波分析和參數顯示，與PC通迅，下載儲存參數，打印實時運行參數。
4. 軋機0.63KV系統無功補償與諧波治理方案
●有功功率： P=Ud Id Ud 電樞電壓 Id 電樞電流
●視在功率: S1= 
×U×I I整流變壓器二次線電流，U整流變壓器二次線電壓
●視在電流： I=Id×0.816 0.816直流電流與交流線電流變換系數
●功率因數： 
1=P1/ S1
●無功功率： Q1=
4.2 主機濾波補償容量計算
●1480軋機主機為直流電動機2臺1250KW；電樞電壓660 VDC，效率均取93%，負荷率取100 %，在正常生產過程中平均電樞電壓取450VDC。
●要求：補償后低壓側功率因數達到0.95。
●電動機2臺無功分析
主電機基波補償容量:2543Kvar。濾波補償裝置容量：2543/0.7=3632KVAR
主電機2臺變壓器的0.63kv側需安裝3600 Kvar動態濾波無功補償裝置1套（附圖）
4.3左右收卷濾波補償容量計算
●左右卷取直流電動機4臺各900KW，2臺1組共1800KW。電樞電壓660VDC，效率均取93%，
●負荷率取100%，在正常生產過程中平均電樞電壓取450VDC。
單組電機無功分析
左右收卷電機基波補償容量:1830X2X0.7=2562Kvar。濾波補償裝置容量：2562/0.7=3660KVar
根據3150KVA、0.63kv整流變動態濾波柜接入圖顯示，整流變每個繞組供主機電機1250kw1臺，左右收卷電機900kw各1臺，左右收卷電機工作時一臺電機處于發電狀態，一臺電機處于用電狀態，有功功率很小，無功容量大，需安裝3600 Kvar動態濾波無功補償裝置1套，6臺1組。（附圖）
（1）控制器： 2 臺，浪力特牌，數控方式投切，電網參數及諧波實時監測，由佛山市帝造電器特供
（2）電容器： 288 臺，浪力特牌，ASMJ自愈式濾波型，由佛山市帝造電器特供
（3）電抗器： 16 臺，浪力特牌，三相節能濾波型，低損耗，低噪音，高線性，由佛山市帝造電器特供。
（4）可控硅： 64 只，株洲南車時代供。
（5）接觸器： 0 臺，德力西集團供。
（6）斷路器： 16 臺，德力西集團供。
（7）刀開關： 12 臺，德力西集團供。
4.6 諧波及0.63KV諧波產生與濾除
由供電系統圖顯示，每臺1480軋機分別由2臺4500KVA，0.63KV整流變供電，每臺整流變二次測有2個繞組出線，分別為2250KVA;每個繞組分別供軋機主機電機1臺1237KW。左右收卷各1臺共1800KW。每個繞組配置動態濾波補償裝置6臺1組共3600KW
1480軋機工作時4500KVA、0.63KV整流變每個繞組產生的主要諧波如下：
諧波次數 |
5次 |
7次 |
電壓總畸變 |
|
諧波電流（A） |
450A-650A |
137A-200A |
6%～11% |
每個繞組配置的動態濾波柜濾波效果（可調）
（根據運行測試顯示 測試儀為F435）
濾波次數 |
5次 |
7次 |
電壓總畸變 |
|
濾波電流（A） |
450A～800A |
50A～200A |
小于5% |
注：實際參數待設備運行時實測，再出詳細測試報告
5. 軋機附機0.4KV系統無功補償與諧波治理方案
（1）控制器： 2 臺，浪力特牌，數控方式投切，電網參數及諧波實時監測，由佛山市帝造電器特供
（2）電容器： 90 臺，浪力特牌，ASMJ自愈式濾波型，由佛山市帝造電器特供
（3）電抗器： 7 臺，浪力特牌，三相節能濾波型，低損耗，低噪音，高線性，可調。由佛山市帝造電器特供。
（4）可控硅： 28 只，株洲南車時代供。
（5）接觸器： 0 臺，德力西集團供。
（6）斷路器： 7 臺，德力西集團供。
（7）刀開關： 5 臺，德力西集團供。
新永茂公司1480軋機附機由2臺2500KVA、0.4KV動力變供電。軋機附機主要負荷包括：連續退火爐直流調整電動機、分條、平整、拋光、鈍化等直流調整電動機。每臺2500KVA動力變配置動態濾波柜5臺1組共2520KW。以上設備運行時產生的主要諧波如下：
（根據同型號設備測試，測試儀F435）
諧波次數 |
5次 |
7次 |
電壓總畸變 |
|
諧波電流（A） |
360A-500A |
88A-150A |
6%～11% |
2500KVA、0.4KV動力變低壓側配動態濾波柜濾波效果（可調）
（根據設備運行實測，測試儀F435）
濾波次數 |
5次 |
7次 |
電壓總畸變 |
|
濾波電流（A） |
360A～690A |
50A～150A |
小于5% |
注：實際參數待設備運行時實測，再出詳細測試報告
6. 動態濾波補償裝置產品描述
(1)周圍空氣溫度
戶內型
周圍空氣溫度不高于+40℃，不低于－5℃，24h內平均溫度不高于+35℃。
戶外型
周圍空氣溫度不高于+40℃，不低于－25℃，24h內平均溫度不高于+35℃。
(2)大氣條件
戶內型
空氣相對濕度在+40℃時不超過50%，在溫度較低時，允許有較高的相對濕度，例如+20℃時為90%，但應考慮到由于溫度的變化，有可能偶然地產生適度的凝露。
戶外型
溫度為+25℃時，相對濕度短時可達100%。
(3)海拔高度不超過2000米。
注： 對于在海拔高于1000米處使用的電子設備，有必要考慮到介電強度的降低和空氣冷卻效果的減弱。打算在這些條件下使用的電子設備，應按照客戶與我公司的協議進行設計和使用。
(4)周圍介質無爆炸及易燃危險、無足以損壞絕緣及腐蝕金屬的氣體、無導電塵埃。
(5)安裝地點無劇烈振動及顛簸，安裝傾斜度不大于5%。
(6)電壓波動范圍不超過額定工作電壓的±10%。
(7)裝置對于有、無諧波的場所都適用。
諧波吸收：H3、H5、H7次以上
執行標準：GB7251.1-2005、GB/T14549-93及附件 、GB/T 15576-1995 Q/DZ1-2009
額定電壓：400V、660V、
額定頻率：50Hz、
額定容量：504Kvar/臺、600Kvar/臺
額定短時耐受電流：15KA
防護等級：IP20
污染等級：3
冷卻方式：風冷
電力濾波無功補償裝置分主屏和附屏。
主屏主要由蓋板、側板、后板、門、主開關、電流表、互感器、電壓表、智能補償控制器、可控硅及過零觸發組件、濾波電抗器、濾波電容器等構成。
附屏主要由蓋板、側板、后板、門、主開關、電流表、可控硅及過零觸發組件、濾波電抗器、濾波電容器構成。
（1）操作方式： 正面手動操作
（2）安裝方式： 戶內式、落地安裝
（3）接線方式： 下進線由進線柜與母排連接
（4）投切方式： 數控比例可控硅投切
（5）冷卻方式： 前后均設有通風柵，頂板有風扇抽風
（6）柜體外形尺寸：
高（mm）:2200
寬（mm）:1000、800
深（mm）:800
GBLJ 電力濾波無功補償裝置由型鋼焊接組合，經噴涂處理，加上門，隔板，封板，支架以及母線電器組件等組成一套完整固定裝置。
柜體上部：上是母線區、前是刀開關、后是可控硅組件；
柜體中部：前裝塑殼式斷路器，后裝電容器；
柜體下部：裝濾波電抗器，前面有N線，后面有PE接點
7. 保修及售后服務
（1）、凡選用（“LLT”）浪力特牌配電設備，從出廠之日算起，本公司提供壹年的保質期。
（2）、在保質期內本公司提供免費三包（包修，包換，包退）服務。
（3）、保證在接到報障電話后立即響應，市內24小時，市外36小時，省外48小時響應，
（報障電話全開候開通。報障電話：18666396088，0757-85588315）。
（4）、（“LLT”）浪力特牌配電設備超過保質期后，如設備因人為或其它因素而出現故障，
本公司除收取一定的合理費用外，對本公司產品實行終身維護。
8. 造價與交貨時間
造價:每千乏 。00 元人民幣，含稅運價；共計0000.00 元人民幣。
交貨時間: 合同生效日起六十五日內。
9.包裝運輸,安裝調試與系統運行測試
我方負責包裝、運輸及調試。購方負責濾波裝置的安裝及與其他柜相連的電纜或銅排。
