谐波治理与节能降损Word文件下载.docx
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我公司线损管理人员会同保定市久鼎电力设备有限公司有关技术人员对远大重熔钢有限公司变电站有关参数进行了实地测量，测量结果显示该用户用电功率因数在0.65-0.85之间波动，谐波含量近20%，谐波成分的高含量成为35kV工业4#线线损率居高不下的主要原因。
远大重熔钢公司共有2台变压器，分别定义为1#变压器、2#变压器。
2.1测量参数
2.1.11#变压器参数（三相参数基本一致，以下部分以A相为例说明）
2.1.1.1电压、电流有效值及波形图
图2.1.1.1
2.1.1.2电压频谱图
图2.1.1.2
2.1.1.3电流频谱图
图2.1.1.3
2.1.1.4三相功率曲线
图2.1.1.4
红线:
实在频率,黑线:
有功功率,蓝线:
无功功率,灰线:
功率因数
2.1.1.5功率因数曲线
图2.1.1.5
2.1.1.6电压电流有效值曲线
图2.1.1.6
2.1.1.7谐波变化曲线（以A相为例）
图2.1.1.7
数据总结:
（1）在变压器输出电流1033A时为较大功率状态,此时的电压、电流波形严重畸变，见图2.1.1.1。
（2）此时谐波电压总畸变为8.5%，高于3%的国家推荐标准，谐波电流总畸变率为20.4%。
特征谐波电流（6k±
1次谐波电流）有效值和含有率为（参见图2.1.1.2、图2.1.1.3）：
（3）生产过程中的谐波特性基本不变，以5次谐波、7次、11次谐波为主，高次谐波比率较小。
参见图2.1.1.7。
（4）功率因数较高，正产值0.75-0.94。
（5）正常生产时无功功率变化范围：
150kVar-400kVar。
2.1.22#变压器参数测量（三相参数基本一致，以A相为例说明）
2.1.2.1电压电力有效值及波形图
图2.1.2.1
2.1.2.2电压频谱图
图2.1.2.2
2.1.2.3电流频谱图
图2.1.2.3
2.1.2.4三相功率曲线
图2.1.2.4红线：
视在功率，黑线：
有功功率，蓝线：
无功功率，灰线：
2.1.2.5功率因数曲线
图2.1.2.5
2.1.2.6电压电流有效值曲线
图2.1.2.6
2.1.2.7谐波变化曲线（以A相为例）
图2.1.2.7
（1）在变压器输出电流841A时为较大功率状态,此时的电压、电流波形严重畸变，见图2.1.2.1。
（2）此时谐波电压总畸变为9.0%，高于3%的国家推荐标准，谐波电流总畸变率为24.3%。
1次谐波电流）有效值和含有率为（参见图2.1.2.2、图2.1.2.3）：
（3）生产过程中的谐波特性基本不
谐波次数
有效值（A）
含有率（%）
基波
822
100
5
155
19.4
7
64
8.0
11
62
7.8
13
32
4.0
17
37
4.9
19
2.4
23
28
3.5
25
12
1.5
变，以5次谐波、7次、11次谐波为主，高次谐波比率较小。
参见图2.1.2.7。
（4）功率因数较高，正常生产时0.64-0.80。
260kVarr-420kVar。
2.2治理方案
2.2.11#、2#变压器滤波补偿方案
2.2.1.1一次系统设备参数
变压器型号规格
短路阻抗
中频炉型号规格
加工工艺
1#变
S11-1250/35-35-0.4
6.27%
JPS型
熔炼废钢
2#变
6.41%
2.2.2.2初步设计方案：
设计依据：
现有负荷P=720KW；
Q=300kVar；
HRi（%）=｛5，7，11，13，17，19，23，25次｝=｛22，9.0，6.3，5.9，4.0，4.0，2.7，2.6｝
计算增加负荷：
视在容量：
500kVar，自然功率因数：
0.7。
2.2.2.3方案一：
总装机容量：
1000KVARr/590V;
Qe=｛600,180,120,100｝（kVarr/590V）;
仿真结果：
过流系数=｛78.73，80.84，88.45，87.39｝（%）；
（允许130%）；
过压系数=｛82.41，79.95，78.89，78.67｝（%）；
（允许110%）；
现有正常生产工况条件下：
THDu9.412→2.45%，cosψ=-0.985；
增加2.2.2.3中计算增加负荷后cosψ≥0.98。
方案二：
880kVar/590V;
Qe=｛420,140,120,100｝（kVar/590V）;
过流系数=｛87.51，88.51，89.80，88.36｝（%）；
过压系数=｛97.79，83.59，79.89，79.88｝（%）；
THDu9.412→2.6824%，cosψ=-0.999；
增加2.2.2.3中计算增加负荷后cosψ≥0.97。
2.2.2.4经研究选择补偿方案一，XWZ-35成套补偿装置。
谐波治理及补偿原理示意图:
2.3补偿后参数测试
2.3.1三相电压电流波形图、频谱图（以A相为例）
1#主变
2#主变
图2.3.1
2.3.2数据总结：
谐波治理后，功率因数在0.9-0.97之间波动；
此时1#主变谐波电压总畸变为0.9%，谐波电流总畸变率为1.8%；
2#主变谐波电压总畸变率0.2%，谐波电流总畸变率1.1%，均符合国家标准。
2.4补偿后效益分析
2.4.1提高功率因数后的直接经济效益：
减少力率调整电费。
由于谐波治理前远大公司平均功率因数在0.65-0.80之间波动，根据每月实际用电量计算，每月缴纳2.8万元至5.5万元的力率调整电费。
谐波治理后，平均功率因数上升到0.9以上，供电部门每月根据实际情况给予远大公司一定的奖励，解决了力率电费问题。
以2007年上半年未治理谐波时的电费为基数计算谐波治理为远大公司带来的直接经济效益情况如下表：
月度
用电量（kWh）
电费金额（元）
力调系数
力调电费（元）
直接效益（元）
治理前
治理后
1
0.77
0.95
8%
-0.75%
28105
-2823
30928
2
0.85
2.5%
8463
-2720
11183
3
0.82
4%
15250
-3243
18493
4
14753
-3138
17891
0.80
5%
17810
-3030
20840
6
0.81
4.5%
17727
-3352
21079
合计
--
说明:
表中,功率因数自0.9及以下，每降低0.01，电费增加0.5%，功率因数自0.7以下，每降低0.01，电费增加1%。
补偿后按功率因数0.95计算，力调系数按-0.75%计算。
2.4.2电网效益。
2007年8月份谐波治理完成后35kV4#工业线线损率下降到1.55%，按2007年1月份供电量350万kWh计算，每月减少线路损耗：
350×
（18.5%-1.55%）=57.575（万kWh）。
电费单价按35kV一般工商业0.6871元/kWh计算，供电部门在补偿后每月可实现节能降损效益：
57.575×
0.6871=38.56（万元）
3结论谐波治理对供电部门和用户是一件双利双惠之举，既因功率因数降低，使用户减少缴纳力调电费而为远大公司带来可观的直接经济效益，又为电网安全经济运行、降低供电损耗提供有力的辅助条件，使供电部门实现节能降损效益。
同时，因谐波的治理，提高了供电质量，为同网的其他用户提供安全、稳定的运行电压。
笔者在此建议：
一是供电部门对新上用户的用电设备和负荷性质在送电前进行严格检查，如属于谐波源设备，要督促用户增加谐波滤波设备，净化供电环境，二是政府部门出台有关法律法规，把谐波和高频电磁辐射一样纳入电磁污染范畴，实施强制性治理，为谐波治理工作提供法律后盾。
联系人：
马训福电话：
地址：
山东省齐河县电业公司（迎宾路46号）
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