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- 中频感应炉、加热炉、变频器、密炼机、轧机、煤矿矿井提升机的电源系统是电力系统中数量最大的谐波源，常见的为中频炉、高频感应炉、密炼机、轧机电源等。
产品名称: 谐波治理电力滤波装置
产品型号: BF-2B系列
产品生产商: 保定巴方电力电子有限公司
以下以中频炉为例介绍产品用途：
中频感应炉的电源系统是电力系统中数量最大的谐波源，常见的为中频炉和高频感应炉电源等。一般6脉冲中频炉，主要产生5、7次特征谐波；对于12脉冲换流装置，主要为11、13次特征谐波。一般情况下，小型换流装置采用６脉冲，较为大型采用12脉冲，如中频炉变压器双副边成Ｙ／△型接线，达成30度的移相；或者两台中频炉变压器高压侧采用外延三角或曲折型接线等移相措施加次级双副边星角接线形成24脉动中频电源，以降低谐波对电网的影响程度。
中频炉在使用时产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重。谐波使电能传输和利用的效率降低，使电气设备过热，产生振动和噪声，并使其绝缘老化，使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁；谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容补偿等设备烧毁。在无功补偿不能使用的情况下，会发生无功罚款，导致电费增加。谐波还会引起继电器保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰，因而，改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。
五、治理方案：我公司的中频炉滤波装置，采用组合滤波方式进行谐波治理： 1、根据不同的中频炉和不同电压等级，我们利用成熟技术向用户提供380V -- 10KV电力滤波成套装置；
2、根据不同的治理目标和需求，我们会提出谐波治理方案，建议成套装置是否选用无源滤波器或者有源滤波器，还是无源和有源混合方式滤波；
3、根据用户中频炉数量和负荷分布情况，我们会根据性价比最好的原则，决定针对单个中频炉治理，还是进行多台集中治理，满足用户的各种需求。在冶金行业，一般采用无源滤波器，因其结构简单、价格低、运行、维护方便，保证达到谐波治理目标，目前被冶炼、机械加工企业广泛应用。
五、治理方案：我公司的中频炉滤波装置，采用组合滤波方式进行谐波治理：
1、根据不同的中频炉和不同电压等级，我们利用成熟技术向用户提供380V -- 10KV电力滤波成套装置；
2、根据不同的治理目标和需求，我们会提出谐波治理方案，建议成套装置是否选用无源滤波器或者有源滤波器，还是无源和有源混合方式滤波；
3、根据用户中频炉数量和负荷分布情况，我们会根据性价比最好的原则，决定针对单个中频炉治理，还是进行多台集中治理，满足用户的各种需求。在冶金行业，一般采用无源滤波器，因其结构简单、价格低、运行、维护方便，保证达到谐波治理目标，目前被冶炼、机械加工企业广泛应用。
5.1 适用范围 适用频率：50HZ 适用电压：400V～750V 适用负载：0.5T、0.75T、1T、1.5T、3T中频熔炼炉及中频加热炉 变压器容量：315kva--2500kva
5.2 主要技术参数额定容量 额定功率 变压器容量 滤波支路 h5 h7 h11 h13 0.50 T 350 kw 400 kva √ √ √ 0.75 T 525 kw 630 kva √ √ √ 1.0 T 750 kw 800 kva √ √ √ 1.5 T 1000kw 1250 kva √ √ √ 3 T 2000kw 2500 kva √ √ √ √ 中频加热炉系列 √ √ √
5.3 效果与特点滤波器全部投入时系统阻抗仿真结果如下图： 阻频特性改造前后电气参数测试结果滤波效果仿真分析，即以负载全投补偿切除时所获取谐波数据为参照，仿真结果如下图（图中Is为注入系统谐波电流）： 注入系统谐波电流变化由上图可看出，两组滤波支路全部投入后，谐波电流均控制在虚线（即谐波电流允许值）以内，不再对其他用电设备造成危害。 以吸收谐波为第一功能，经过谐波治理，注入PCC点电流、电压满足GB/T14549-1993标准允许值。
降低系统损耗，提高生产效率。
平稳投切，工作性能达到补偿要求。
滤波效果明显，5、7、11次谐波电流吸收率达75%以上。
提高变压器利用率，改善变压器温升和噪音。
六、改造后的综合效益经济效益分析
6.1 装置的运行情况该电力滤波兼补偿装置可自动跟踪调节各个支路的投切，开启后无须人员操作。2007年10月初投运，当月功率因数由0．73提高到0．91。之后的每个月的功率因数都是0.97。
6.2 产生的经济效益
6.2.1 功率因数提高，节约力调电费：装置投入后功率因数提高至0．97，力率调整电费由罚8.5％变为奖0.75％，一正一负相差9.25％，月节省调整电费约10万元。 2007年 9月 10月 11月 12月有功电量 1548240 1366320 2066520 1512000 无功电量 1458360 627240 490560 352200 功率因数 0.73 0.91 0.97 0.97 调整系数 8.50% -0.15% -0.75% -0.75% 力率电费 89629 -1464 -10575 -7857 实缴电费 1190232 1015137 1461025 1084794 节约电费 / -84414 -130427 -96902
6.2.2 增容降损功率因数由0.73提高至0.97，变压器的平均负荷电流减小25％（cosφ1/cosφ2＝0.73/0.97），相当于变压器运行容量降低了25％（2000kVA）；变压器铜损减少：1-（0.73/0.97）2＝43％；变压器温度降到65℃左右；每月节省电量40kWx43%x12小时x30天＝6192kW.h/月（40kW－2台变压器的合计铜耗，每天工作12小时）。此项节约电费：3800元/月。
6.2.3 提高生产效率无功滤波兼补偿装置投入后，电压稳定了，缩短了熔炼时间，（也减少了热能既电能损失），提高了生产效率。
6.2.4 提高设备运行可靠性，延长设备使用寿命。无功滤波兼补偿装置投入后，负荷无功电流、谐波电流减少，设备的发热、损耗降低，振动减少。谐波电流减小70％，单独谐波损耗节约的电费每月将近4000元。系统内各元件损坏率降低、设备绝缘老化减缓，故障率下降，延长设备寿命，因而提高了公司整体用电的安全性。
6.2.5 供电系统效益无功功率的减少，不仅节约企业自身的电费开支，还减少了电网的线损和对上一级变压器容量的占用。谐波污染的减少，降低了对通讯、自动控制装置、电能计量和继电器保护的干扰，提高了电网的安全性能。
6.3 企业综合投资收益此铸造企业新增的2套中频炉专用的无功滤波兼补偿装置，全部投资为100多万元。实际平均月节约电费10万元以上，一年就收回了投资成本。
七、结论综上所述，中频炉增加无功滤波兼补偿装置具有很高的效益，其兼顾了无功补偿又有滤波功能，具有提高生产效率，提高设备可靠性，节省电能等优点。企业正常生产，该投资一般1～2年即收回。
因此，有必要在铸造行业推广使用。中频炉谐波非常大，又有一些不确定因素。设备生产企业的系统设计仿真的水平和元器件的选择对于设备的质量来说非常重要。例如有些厂家采用普通的电容器和电抗器做此类设备，设备寿命短、自身损耗高，维护成本也非常高。所以，采购此类产品时一定要选技术实力较强的企业。
