低压中频炉谐波治理方案1600

*******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 1 1600KVA1600KVA1600KVA 1600KVA 变压器中频机生产线变压器中频机生产线变压器中频机生产线 变压器中频机生产线 低压无功补偿兼谐波治理装置低压无功补偿兼谐波治理装置低压无功补偿兼谐波治理装置 低压无功补偿兼谐波治理装置 技术方案 方案编号：ZR201010 序 号：ZR-2010-10-26 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ： 技术部 (单博博) 审核： 总工办 批准： 经理室 设计单位： 乐清市中容电力补偿设备有限公司 设计日期： 2010-10-26 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 2 目 录 第一章 项目概述........................................................................................................................................3 1.1 前言...............................................................................................................................................3 1.2 谐波的基本定义及基础知识.......................................................................................................3 1.3 项目业主有关情况.......................................................................................................................5 1.4 中频负载产生的谐波对电网及设备的影响.............................................................................. 6 第二章 方案设计......................................................................................................................................9 2.1 设计依据......................................................................................................................................9 2.1.1 业主提供的现场技术数据..............................................................................................9 2.1.2 谐波含量现场测试/估算数据.........................................................................................9 2.2 设计要达到的技术要求............................................................................................................11 2.3 设计遵循的主要标准................................................................................................................12 2.4 方案设计、仿真分析及设备选型............................................................................................13 2.4.1 滤波方案设计、仿真分析及设备选型（单个绕组侧）............................................13 第三章 系统功能及关键元器件性能................................................................................................17 3.1 系统功能....................................................................................................................................17 3.2 关键元器件性能........................................................................................................................17 第四章 滤波效果分析........................................................................................................................20 4.1 滤波效果分析 20 4.2 节电效果分析............................................................................................................................20 第五章 施工及验收基本要求............................................................................................................21 5.1 施工要求....................................................................................................................................21 5.2 验收要求....................................................................................................................................21 第六章 设计、生产和售后服务........................................................................................................22 6.1 运行的质量体系：....................................................................................................................22 6.2 项目管理及分工........................................................................................................................22 6.3 质量保证和进度 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 管理.........................................................................................................22 6.4 现场服务.....................................................................................................................................23 6.5 售后服务.....................................................................................................................................23 第七章 系统造价................................................................................................................................24 7.1 型号规格、柜体尺寸、分项价格............................................................................................24 7.2 系统总造价........................................................................................................................................24 第八章 设计结论................................................................................................................................26 附录：（资质文件节选，详见本公司资质文件手册）....................................................................... 27 附录一：公司简介............................................................................................................................27 附录二：低压谐波滤除装置获奖证书............................................................................................27 附录三：低压谐波滤除装置型式试验报告....................................................................................28 附录四：低压谐波滤除兼无功补偿装置图片............................................................................... 29 附录五：典型工程业绩（节选）....................................................................................................30 注：近 3年低压谐波治理及无功补偿工程业绩 300 余套。............................................................... 30 高高高 高 压压压 压 无无无 无 功功功 功 补补补 补 偿偿偿 偿 及及及 及 谐谐谐 谐 波波波 波 治治治 治 理理理 理 典典典 典 型型型 型 业业业 业 绩绩绩 绩 表表表 表 国内.........................................................31 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 3 第一章 项目概述 1.1 前言 中容电力补偿设备有限公司研制生产的低压谐波滤除装置是专用于低压电网 3 次、5次、7次、11 次、13 次及以上的谐波无源滤波装置。适用于中频冶炼、变频 、 轧钢、整流设备等的环境。该装置采用了电感和电容器组成串联谐振吸收回路，有 效的将负载产生的谐波加以吸收，从而避免将谐波电流返送到电力变压器，大大降 低电网的谐波量，同时有利于用户电力变压器的运行，降低功耗，提高设备和其它 电器组件的可靠性。此外该设备还提供一定容量的无功功率补偿，提高用户负载的 运行效率。该装置分综合控制柜和电抗柜，视用户要求不同，配置的滤除谐波次数 也不同。通常一套 ZRTBBL 系统可滤除 3种谐波。系统的操作可分自动运行和手动 操作。 1.2 谐波的基本定义及基础知识 1.2.1 领域内关键词语的基本概念 ★ 谐波：（harmonic） 对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解，得到频率 为基波频率大于 1的整数倍的分量。我国供电系统频率为 50Hz，所以 3次谐波的频 率 150HZ。5 次谐波的频率为 250 Hz。7 次谐波的频率为 350 Hz。11 次谐波的频率 为 550 Hz，13 次谐波的频率为 650 Hz。 ★ 公共连接点：（PCC）用户接入电网的连接处。 ★ 总谐波畸变率：（THD）周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的 方均根值之比（用百分数表示）。电压总谐波畸变率以 THDU 表示，电流总谐波畸变 率以 THDI 表示。 ★ 谐波源（harmonic source）：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产 生谐波电压的电气设备。 ★ 感性无功：电动机，变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期 内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫感性无功功率。 ★ 容性无功电容器在交流电网中接通时在一个周期内，上半周期的充电功率 和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫容性无功功率。 ★ 功率因数：有功功率与视在功率的比值称为功率数。 ★ 功率因数调整电费：实行两部分电价制度的用电企业，供电部门根据用户 平均功率因数而加收或减免的电费，称为功率因数调整电费 1.2.2 谐波的产生和危害 ● 谐波的产生 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 4 谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷，导致电流波形畸变 造成的。我们对这些畸的变交流量进行傅立叶级数分解，即可得到50Hz 的基波分 量和频率为基波分量整数倍的谐波分量。 ● 谐波的危害 ★ 影响供电系统的稳定运行：供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般 采用电磁继电器，感应式继电器或新式微机保护进行检测保护，在系统中这些属于 敏感元件，继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作，微机保护由于采用了整流 采样电路，也及易受到谐波的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的 稳定与安全运行。 ★ 影响电网的质量：高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相 同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电 网电压，增加电路损耗，浪费电网容量。 ★ 影响供电系统的无功补偿设备：供电系统变电站均有无功补偿设备，当谐 波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷，使电容异常发热：另外谐波的存 在还会加快电容器绝缘介质的老化，缩短电容的使用寿命。 ★ 影响电力变压器的使用：谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加， 直接影响变压器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。 ★ 影响用电设备：谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降，噪声增大； 使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电 子计量设备的准确性。 1.2.3 治理谐波及补偿无功功率的重要性 采用专门的滤波装置能够有效的滤除高次谐波，同时向电网提供容性无功功 率，其重要性主要表现在以下方面： ★ 滤除高次谐波能够定化用电环境，降低视在功率，减少谐波电流在用电设 备和输配电设备中的发热，直接节省有功功率；消除由于谐波产生的震动，延长电 器的使用寿命；有效的消除对敏感元件的影响。 ★ 由于滤波回路是由电抗器和电容器串联形成的，所以在滤波的过程中能向 电网注入容性无功，提高了功率因数，这样就能避免供电部门高额的功率因数调整 电费，由于无功电流的抵消，也相当于提高了配电设备的容量，减少了线损。无功 功率补偿还能提升末端的电网电压，对优化用电环境有很重要的意义。 在设计滤波器时，首先应满足各种负载水平下对谐波限制的技术要求，然后在 次前提下，使滤波器在经济上最为合理。除以上经济分析外，设计滤波器还应注意 以下两点： *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 5 1）单调滤波器的谐振频率会因电容，电感参数的偏差或变化而改变，电网频 率会有一定的波动，这将导致滤波器失谐。设计时应保证在正常是谐的情况下滤波 装置仍能满足各项要求。 2）电网阻抗变化对滤波装置尤其是其中的单调谐滤波器的滤波效果有较大影 响，而更为严重的是，电网阻抗与滤波装置有发生并联谐振的可能，设计时应充分 予以考虑。 1.3 项目业主有关情况 根据用户提供的供电系统资料可知，该配电系统中频生产线上现有供电变压器 1台，容量均为 1600KVA，低压单母线运行，电压变比为 10/0.4，带 3 台大功率中 频电炉。由于中频机采用的是晶闸管整流技术，在工作时不同程度地产生了一定的 谐波发生量，根据用户提供的参数及我公司对其它同类型项目的谐波测试数据分析 可知，中频机工作时，在用户配电系统中，3次谐波电流含量可达到 7%以上，5次 谐波电流含量可达到 22%以上，7次谐波电流也可达 18%以上，谐波电流及谐波电压 畸变率将会远远超出国标《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549-93 的国家标准限 值。高次谐波电流注入上端 10KV 电网，将导致电力系统中高次谐波含量迅速增长， 引起供电电压波形畸变，增加了线损和用电设备的损耗，造成了多余的能耗，同时 影响电网其他用电设备的正常运行，降低了电能质量，对设备的安全运行造成了安 全隐患。同时由于设备运行时随着负荷的变化功率因数变化也较大，低负荷时只有 0.75 左右，这将产生多余的无功损耗，给用户造成较大无功罚款，使用户蒙受了较 大的电费损失。 为了保证设备正常运行、供电系统可靠供电和节约电能，需要对该设备采取抑 制谐波电流的技术措施，同时考虑补偿基波无功功率。根据我国有关电网电压质量 的标准规定，以及目前国内外在谐波治理方面的研究成果，采用滤波兼动态补偿技 术方案，针对该整流产生的特征谐波分别设置滤波回路，吸收谐波电流，同时也起 到补偿基波无功功率、节约电能的作用。 中容电力补偿设备有限公司公司生产的谐波治理设备具有动态跟随负荷的变 化的特性，能有效提高电网的电能质量、功率因数和节约电能，同时提高整个用电 系统运行的可靠性及设备运行效率，降低运行成本和设备维护费用，延长设备的使 用寿命，给用户带来明显的经济效益。 1.4 中频负载产生的谐波对电网及设备的影响 中频电源根据整流脉数可以分为 6脉整流，12 脉甚至 24 脉，根据工作时的功 率因数可以分为恒功率中频机与普通中频机。整流的相数越高，产生的谐波量就越 低，对电网的影响就越小，危害大大降低。 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 6 中频电源由于采用的电气传动为晶闸管整流技术，所以在工作时除了功率因数 较低外，同时也产生高次谐波，若中频电源变压器单个绕组侧采用的是六脉动整流 技术，则产生的谐波主要以 3，5，7，11，13 次为主。 高次谐波对电网主要影响：引起电气设备发热，振动，增加损耗，缩短寿命， 干扰通讯，使可控硅误触发，部分继电保护误动作，电气绝缘老化损坏等。 第二章 方案设计 2.1 设计依据 2.1.1 业主提供的现场技术数据  供电系统一次图  变压器参数 1600/10 10／0.4KV D,yn11 取 Ud＝4.5％ 1 台  负载资料 表 1 负载参数 电力变压器参数 负载参数 变压器名称 额度容量 （KVA） 数量 一次/二次电 压（KV） 连接组别 负载名称 功率 数量(台) 电力变 1600 1 台 10/0.4KV Dyn11 中频机 总容量 1000KW 共 3台 电动机 总容量 200KW 共 5台 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 7 2.1.2 谐波含量现场测试/估算数据  谐波数据分析 本方案在低压侧进行滤波和无功补偿，所以需要计算低压侧谐波电流，整流器 为 6脉动可控整流，谐波源产生的特征谐波为： ( ────正整数 1,2,3,4……)16  pn p 谐波电流均按设备正常工作状态计算，然后根据最大负荷电流校验最不利情况 下的谐波电流值。谐波电流计算公式按以下公式： xn KI n I  1 1 式中： ─谐波次数； ─网侧基波电流； ─谐波电流修正系数； n 1I x K 谐波电流修正系数 Kx 各谐波源的网侧基波电流按下式计算： 6脉动整流电路      d II  61 式中： ─基波电流； ─直流侧电流； ─效率（取 0.93）1I dI  以下为用户中频机额定负荷工作时的谐波发生量： 表一 谐波发生量（估算值，以其它同类型用户作参考） A． 基本情况 时间：2010-10-23-23：00 测试仪器：FLUKE434 三相 谐波次数 5 7 11 13 17 19 23 25 实测修正系数 1.3 0.8 0.9 0.7 0.8 0.6 0.7 0.5 设备名称 网侧电压 谐波电流 备注3TH 5TH 7TH 11TH 13TH 1600 变 0.4KV 90A 430A 250A --- --- 因低压侧以六脉整流方式工 作的设备较多，故高压侧的 5、7次谐波含量较大。1600 变 10KV（估算） 3.68A 17.2 A 10A --- -- 版 本 日 期 测 试 人 方案编辑 审 核 批 准 说 明 010101 01 201020102010 2010 ——— — 10-2610-2610-26 10-26 单博博 单博博 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 8 2.2 设计要达到的技术要求 根据业主的要求，对变压器进行低压静态无功功率补偿，补偿后变压器二次侧 的平均功率因数大于 0.92，谐波达到国家标准。  考核点（PCC）： 10KV 进线处。  考核指标： 1) 月平均功率因数：＞＝0.92。 2) 谐波电流一般不超过国标限值（GB／T14549－93），如表 2 3) 电压总畸变率不超过国标，如表 3。 标准 电压 KV 基 准 短 路 容 量 MVA 谐波次数及谐波电流允许值 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12 6 100 43 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.1 13 6.1 6.8 5.3 10 4.7 9.0 4.3 4.9 3.9 7.4 3.6 6.8 10 100 26 20 13 20 8.5 15 6.4 6.8 5.1 9.3 4.3 7.9 3.7 4.1 3.2 6.0 2.8 5.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.1 35 250 15 12 7.7 12 5.1 8.8 3.8 4.1 3.1 5.6 2.6 4.7 2..2 2..5 1.9 3.6. 1.7 3.2 1.5 1.8 1.4 2.7 1.3 2.5 66 500 16 13 8.1 13 5.4 9.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2.7 5.0 2.3 2.6 2.0 3.8 1.8 3.4 1.6 1.9 1.5 2.8 1.4 2.6 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 9 表 2注入 PCC 点各次谐波电流限值 注：当电网公共连接点的最小短路容量不同于表 2基准短路容量时，按下式修正表 2中的谐波电流允许值： Ih=Sk1/Sk2×Ihp …………………………（B1） 表 3 PCC 点谐波电压总畸变率 2.3 设计遵循的主要标准 2.3.1 总设计及制造标准： 电能质量 公用电网谐波 GB/T14519-1993 电能质量 电压波动和闪变 GB12326-1000 电能质量 供电电压允许偏差 GB12325-1990 低压无功功率补偿装置总技术条件 GB/T 15576-1995 低压无功就地补偿装置 JB/T 7115-1993 无功补偿技术条件；JB/T9663-1999《低压无功功率自动补偿控制器》 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值 GB/T 17625.7-1998 电能质量 三相电压允许不平衡度 GB/T 14543-1995 《钢铁企业电力设计手册》 国标 GB1027 《电压互感器》 国标 GB/T5356 《电压互感器试验导则》 国标 GB1028 《电流互感器》 国标 GB16847 《保护用电流互感器暂态特性技术要求》 国标 JB/T5356 《电流互感器试验导则》 国标 GB11032-1000 《交流无间隙金属氧化物避雷器》 GB/T 15291-94 《半导体器件 第 6部分 晶闸管》 2.3.2 电容器 110 750 12 9.6 6.0 9.6 4.0 6.8 3.0 3.2 2.4 4.3 2.0 3.7 1.7 1.9 1.5 2.8 1.3 2.5 1.2 1.4 1.1 2..1 1.0 1.9 电网标称电压 KV 电压总谐波畸变 率% 各次谐波电压含有率% 奇次 偶次 0.38 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1.610 35 3.0 2.4 1.266 110 2.0 1.6 0.8 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 10 电工术语 电力电容器 GB/T 2900.16-1996 低压并联电容器 GB/T 3983.1-1989 2.3.3 电抗器 电抗器 GB10229-88 电抗器 IEC 289-88 2.3.4 控制器 低压无功补偿控制器定货技术条件 DL/T597-1996 2.3.5 施工 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB50169-92 电气装置安装工程 盘柜及二次回路结成施工及验收规范 GB50171-92 低压电器外壳防护等级 GB5013.1-1997 低压成套开关设备和控制设备 GB7251.1-1997 低压电器电控设备 GB4720-1984 2.4 方案设计、仿真分析及设备选型 2.4.1 滤波方案设计、仿真分析及设备选型（单个绕组侧） 2.4.1.1 基波补偿容量及安装容量的确定 根据测试数据显示目前中频机以及部分生产装置功率因数,以如下公式计算出 需要补偿的无功功率(总功率 P取 1200KW，PF=0.75)。 Q＝P（ － ）1sec 1 2  1sec 2 2  计及滤波电抗的滞后无功作用，取补偿后的 COS =0.95 得到需补偿 760kVar。2 根据用户提供的现场技术参数、技术要求，以及我公司谐波数据分析，结合我 公司以往对其它同类型项目的设计经验，通过计算、修正及仿真，本方案设计在变 压器的低压绕组侧各加装一套滤波补偿装置，设计单套滤波装置基波补偿容量为 760kvar（能满足用户月平均功率因数在 0.95 以上），装置共分为 3，5，7 次 3 条 滤波支路。由于考滤到滤波装置投入后吸收大量谐波电流注入各滤波支路，因此滤 波装置在满足基本补偿容量的同时，必须得加大安装容量，本方案设计系统总安装 容量为 1260kvar。 滤波装置的一次接线图如下图所示： *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 11 2.4.1.2 仿真分析及校验 采用滤波补偿方案，用仿真软件分析比较了多种效果，由于系统中的实际谐波 发生量非常大，在相同基波的补偿容量下，采用 3，5，7组合有利于对系统的实时 无功补偿及最大限度吸收 3，5，7，次谐波电流，同时避免对其它次谐波产生放大。 仿真给出系统谐波阻抗图，由于系统中 11 次及以上谐波分量本身就比较小，故不 会产生太大影响。 滤波装置投入后系统稳定，不会与用户供电系统发生整数次的特征谐波放大， 且对系统的 5 次谐波吸收率达到了 75%以上，7 次谐波电流吸率都达到了 75%，11 次谐波电流吸收率达到了 60%，11 次以上谐波电流平均吸收率也达到了 40%以上。 校验分析： 表四 中频机进线侧效果分析 以上分析表明：滤波设备投入运行稳定，滤波效果明显，可以达到国标要求，平均 功率因数可以达到 0.95 以上。 2.4.1.3 滤波回路元件参数 ★ 0.4KV 滤波电容器电抗器参数表 表 1 0.4KV 滤波回路电容电抗参数 设备名称 投入 前后 谐波电流 功率 因数 备注 3TH 5TH 7TH 11TH 中频电炉 切除 90A 430A 250A --- 0.75 投入 23 107 62.5 --- >0.95 H3 H5*3 H7*2 H11*1 H13 备注 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 12 电抗器的额定电流是指该回路的基波电流与各次谐波电流均方根值。 表 2 0.4KV 滤波电容器额定参数 表 3 滤波电抗器参数 注意：滤波电抗器调节范围是考虑到电抗器电感制造误差－1%~＋1%，滤波电容器 组制造误差 0%~＋1%计算出来的，但制造厂制造的滤波电抗器可调范围一般在－5%~ ＋5%，这样必须对电抗器可调范围、滤波电容器的制造误差加以限制，品质因数制 造误差 0%~＋10% 因用户只提供了 3，5，7次典型谐波电流发生量，故此处只以这几次典型谐波 发生量进行安全校验。 按照单投切一组(H3 或 H5 或 H7)时，该组滤波器电容对 0.4KV 母线谐波电流和 基波电流的承受能力。故为避免特征谐波放大。手动操作时对投切次序有一严格要 电容器(uF) -- -- -- -- -- -- 三相电容器安 装容量(kvar) 180*1 (0.525kv) 180*4 (0.525kv) 180*2 (0.525kv) -- -- 1260 三相电容器电 抗输出容量 (kvar) -- -- -- -- -- 760 电抗器（毫亨） 0.56*1 0.2*4 0.052*2 -- -- -- 电抗器 额定电流 A 170*1 190*4 180*2 -- -- （）内为基波 值 滤波支路 内容 3次*1 5 次*4 7 次*2 11 次 13 次 单台额定电压（KV） 0.275 0.275 0.275 -- -- 单台额定容量（kvar） 30 30 30 -- -- 单台额定电流（A） -- -- -- -- -- 单台电容（μF） -- -- -- -- -- 有效容量/相（Kvar） -- -- -- -- -- 安装容量/相（Kvar） 30 30 30 -- -- 额定电流/相（A） -- -- -- -- -- 电容器连接方式/相 星 星 星 -- -- 三相总台数（台） 6 24 12 -- -- 滤波支路 内容 3次*1 5 次*4 7 次*2 11 次*1 13 次 额定电感值（mH） 0.56 0.2 0.052 额定电流（A） 170 190 180 要求可调范围 ＋5%~－5% ＋5%~－5% ＋5%~－5% 数量（组） 1 4 2 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 13 求，一般情况下 H3、H5、H7 支路同时投入时（先后相间 0.5~1 分钟）先投 H3, 后 投 H5，再投 H7；切除相反，先切 H7，后切 H5，最后切 H3。 第三章 系统功能及关键元器件性能 3.1 系统功能  环境温度：-25℃～+55℃，相对湿度不大于 90%（25℃）。安装环境：室内，等 级要求同配电间  补偿系统接入变压器的二次侧的总开关下端  补偿系统能跟踪补偿负载无功功率的变化  谐波电流平均吸收率达到 70%以上，相应次的谐波电压均满足国标 GB/T14549- 93 要求  补偿的平均功率因数≥0.95  补偿过程中电网电压波动满足国家相关标准要求  系统具有以下安全运行措施： 系统：过电压保护、失电压保护、过电流保护、电流速断保护、低电压保护、 接地保护、氧化锌避雷器抑制过电流保护、放电电阻放电保护； 电容器：过压、过流、过热保护及缺相保护； 电感（电抗）：过流、过热保护。  补偿装置系统总功率损耗：P损小于 2%Q 总（Q总为补偿总量）  系统不产生无线电(射频)电磁干扰。  运行方式：全自动，连续工作。  显示参数：PF，U，I，S，Q，P，HZ，THDI，THDV 工作状态等 11 种指示。 3.2 关键元器件性能 3.2.1 滤波电容器 滤波电容器采用材料为进口补偿及滤波专用电容膜，其性能为： （1）线电流密度为 0.12A/米或相当于 0.4KVar 容量(0.82KV)允许最大电流为 2Ar.m.s，可承受冲击短路电流能力为 60A，使用环境温度为-25℃～+55℃，温度 系数为 0.015%，以环境温度 20℃为基准，温度从-20℃～+55℃，其电容量变化 不超过±0.006； （2）电容损耗小于 0.001(tgδ)； （3）电容量年衰退率不大于 0.02%； （4）具有过电压保护性能：当过电压产生时，电容器不击穿，并自动将瞬间 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 14 过电压的能量释放； （5）具有过流保护性能：当电流超出允许值时，内部压力保险将切断电源； （6）过热保护：同过流保护； 3.2.2 滤波电抗（电感器） 滤波电抗器采用三相铁芯式电抗, 有良好的线性度，采用取向硅晶片及合理的 气隙，电感器采用多层绕制而成，以保证每根电感量之间的偏差不大于 1%，工作时 确保最高温升不超过 60 °K，在工作异常时（温度达到 105°C）由主控器控制， 予以切断电感器电路。 3.2.3 电容器专用投切开关 高性能真空开关作为开关器件，快速通断滤波回路，因此应合理选择响应快速 无拉弧的平均通态电流及反向阻断电压，我司采用静态模拟高性能开关电路的工作 状态（如图为单元结构），图中为投切开关内部结构及构造。 图 6 单元结构图 节能环保、无声运行 采用直流双线圈，双绕组结构，运行时无噪声，线圈能耗较低，节采用直流双线圈，双绕组结构，运行时无噪声，线圈能耗较低，节采用直流双线圈，双绕组结构，运行时无噪声，线圈能耗较低，节 采用直流双线圈，双绕组结构，运行时无噪声，线圈能耗较低，节 能效果明显。能效果明显。能效果明显。 能效果明显。 真空灭弧室采用新型高分段能力触头材料，耐磨损，寿命高，电弧真空灭弧室采用新型高分段能力触头材料，耐磨损，寿命高，电弧真空灭弧室采用新型高分段能力触头材料，耐磨损，寿命高，电弧 真空灭弧室采用新型高分段能力触头材料，耐磨损，寿命高，电弧 不外露，没有镉蒸汽对人体及环境的污染。不外露，没有镉蒸汽对人体及环境的污染。不外露，没有镉蒸汽对人体及环境的污染。 不外露，没有镉蒸汽对人体及环境的污染。 3.2.4 滤波补偿控制仪及保护模块 选用 ZRKWNLC 型自适应滤波补偿控制仪 （1）响应时间≤20ms，驱动电平 0-12V； *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 15 （2）驱动能力 200mA×16； （3）自适应功能，一步到位功能； （4）自动判则电容组状态，当电容组出现故障，自动开除出局； （5）具有缺相保护、过电压、欠电压保护，谐波超标闭锁，无功缺口大报警， 过补偿报警； （6）抗谐波能力强，能在大谐波、大冲击性负荷环境下可靠运行。 3.2.5 大功率投切开关 采用高性能真空开关,该真空灭弧室的触点属电流扩散型,即需要较高的瞬时 响应速度,以真空开关灭弧室电流均匀一致,本公司研制的以单片机快速控制仪能 保证投切开光投切时电流的一致性,因此能保证开关的长寿命使用. 该开关具有拍合式，单断点结构，真空灭弧室的外壳为陶瓷材料，波纹管采用 不锈钢挤压成型，所有元件组装于产品内部，具有较高的机械强度和寿命。 节能环保-无声运行 采用直流双线圈，双绕组结构，运行时无燥声，线圈损耗较低，节能效果明显 ； 真空灭弧室采用新型高分断能力触头材料，耐磨损，寿命高，电弧不外露，没 有镉蒸汽对人体及环境的污染。 3.2.6 柜体 GGD 柜型。板材采用 2mm 厚冷轧薄板组装而成，立柱用 8FM 型材。柜顶加装吊 环和防尘盖板，吊环可承重 1.5 吨。柜体前、后门下部冲有散热孔，前门-后门-顶 盖均装有通风机，两侧装有护板。柜内设有铜制接地端子。尺寸公差满足国标 GB1804-m 级。 第四章 滤波效果分析 4.1 滤波效果分析 滤波装置投入后，注入公共连接点的谐波电压及谐波电流均能满足国际《电能 质量 公用电网谐波》的标准限值。（详见以上各变压器仿真和校验分析） 4.2 节电效果分析 （1）线路频率损后的节电 设单台 1600KVA 变压器按平均功率 1200KW 计算，每天正常工作 10 小时，一年 工作 300 天，最大负荷全年耗电时间为 3000 小时(τ)，假设每度电费为 0.58 元,线路电能损耗与传输电能比为 0.03 以δ表示.则,补偿后的全年节电量: △WL=SL*cosφ1*δ*τ*{1-[cosφ1/cosφ2]2} =1200×0.75×0.03×3000×[1-(0.75/0.95)2] *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 16 ≈30515(kw·h) 注:SL 为主变负荷，cosφ1：补偿前功率因数，cosφ2：补偿后功率因数。 （2）补偿后变压器全年节电量: △WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2] =14.5×12×3000×0.376 ≈16356(kw·h) 式中 Pd 为变压器短路损耗,约为 14.5KW （3）补偿投入后的全年总的节电效果: △W=△WL+△WT=30515+16356=46871(kw·h)= 31226x0.58 元≈2.7 万元 式中：电费按 0.58 元/度，最大负荷 1年工作时间按 3000 小时计算 （4）力率电费的节约: 根据用户地区的电费计价方式，用户全年应交纳的功率因数调整电费约为：（以 当地供电局功率因数考核点为 0.9 计算，补偿前用户系统的功率因数为 0.75, 则功率因数罚款力率为+7.5%。） 力率罚款电费=有功电费*力率=有功功率*全年工作小时*电费单价*力率 =1200*3000*0.58*7.5%≈9.28 万元 因无功补偿装置投入后，系统功率因数达到了功率因数考核点 0.95 以上，故不 会再产生功率因数罚款电费，反而还会有部分电费奖励。 力率奖励电费=有功电费*力率=有功功率*全年工作小时*电费单价*力率 =1280*2500*0.58*0.75%≈1.56 万元 （5）合计全年节约电费：2.7+9.28+1.56≈13.54 万元 以上计算未将谐波对系统的影响计算在内。谐波电流会导致变压器的铁损和 铜损增加，及引起导线、电机等附加损耗的增加。在变压器二次侧接入滤波将明显 降低电能损失。由于该计算复杂，不作定量分析。 第五章 施工及验收基本要求 5.1 施工要求 5.1.1 业主方应保证滤波补偿装置的正常安装现场环境（叉车、运输通道、具有等 同配电间要求的防潮、防尘等的室内安装场地等）并提供现场安装材料和相关安装 协助人员。 5.1.2 本项目无功补偿兼滤波装置设备因为是与原开关柜并柜安装，为了避免中频 机产生的谐波电流在厂区内其它母线上环流，因此建议滤波装置安装在离中频机线 路最近的母线上，就地吸收谐波。 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 17 5.2 验收要求 滤波装置投入运行后，需要对其效果进行考核，厂家可以免费提供滤波装置投 入前后的电能质量测试分析报告，具体考核可以按照双方签定的技术 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 以及 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 进行（可由业主方、制造厂）。 第六章 设计、生产和售后服务 服务内容包括：项目管理；设计、设计联络与设计审查；外购件质量监督和采 购；生产；质量保证；供货进度管理；试验、检查、安装、调试与验收；运输方案 ； 现场技术培训；售后服务等 6.1 运行的质量体系： ISO9001：1000 质量保证体系 6.2 项目管理及分工 项目负责人：指定专人，负责协调在工程全过程的各项工作，如工程进度、 设计制造、图纸文件、设备催交、现场安装、调试等 技术负责人：指定专人，负责设计、设计联络和设计审查 采购负责人：负责外购件的采购和进厂检验 生产负责人：负责相关生产 质量检验负责人：指定专人，负责产品的质量检验、试验及出厂调试 现场安装及售后服务负责人：指定专人，负责现场安装、调试和售后服务 培训负责人：指定专人，负责相关技术培训 运输负责人：负责运输事宜 6.3 质量保证和进度计划管理 项目进程 运行的质量体系程序文件名称 体系文件编号 进度 设计及签订合同 产品设计管理程序 合同评审程序 文件和资料控制程序 ZR/QP-18 ZR/QP-02 ZR/QP-03 采购 供方评定程序 ZR/QP-04 按合同进度 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 18 6.4 现场服务 安装调试：本公司派遣受过严格专业培训的，有两年以上类似设备现场调试 经验的专业工程师 1人作为现场服务人员。本公司现场服务人员熟悉合同设备的设 计及其结构，能够正确地进行现场指导设备的安装及调试。处理调试、投运过程中 出现的全部问题直至设备正常投运。 技术培训：本公司派遣专人作为公司技术培训负责人，对运行单位的操作、 维护人员进行免费现场培训。主要培训内容有工作原理、性能、调试、维护、操作 等 6.5 售后服务 故障响应：提供 7×24 小时响应并在 24 小时内赶到现场提供服务。接到故障 电话后，4小时内给出答复，如需提供现场服务的，本项目在 24 小时以内，维护人 员到达维修现场。解决故障问题和更换缺陷部件的期限为： 24-48 小时。 产品质保期：12 个月，质保期内免费维修并恢复至原有功能。质保期内将免费 更换发生故障的配件，同时由此发生的出差费用及其他费用由我方承担。 保修期：产品实行终生维护。质保期后发生的元器件更换或其他配件的更换仅 收取材料成本费和维修人员差旅费。 采购控制程序 进货验收程序 ZR/QP-05 ZR/QP-09 要求 生产与检验 生产过程控制程序 半成品和成品检验控制程序 质量 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 控制程序 内部质量审核程序 产品质量检验文件 ZR/QP-08 ZR/QP-10 ZR/QP-14 ZR/QP-15 ZR/QR-29 按合同进度 要求 运输 产品包装及运输程序 ZR/QP-19 1-2 天，汽运， 木箱包装 安装调试和售后 服务 现场安装调试程序 出差管理程序 售后服务程序 顾客满意测量程序 ZR/QP-20 ZR/QP-25 ZR/QP-21 ZR/QP-17 按项目进度 要求 培训 培训管理程序 ZR/QP-16 按项目进度 要求 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 19 第七章 系统造价 7.17.17.1 7.1 型号规格、柜体尺寸 设备 名称、规格 设备 数量 单台装置 补偿容量 （Kvar） 单套装置 安装容量 （Kvar） 滤除补偿 装置型号 柜型及外形尺寸 高×宽×深 mm 单套装置 柜体数量 单套装置 造价 （万元） 1600KVA 1 套 760 1260 ZRTBBL/0.4KV-1260 GGD 1200*2200*1000 2 面柜 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 20 第八章 设计结论 根据用户提供的现场技术数据、技术要求，以及我公司对谐波数据的估算，结合 我公司以往对其它同类型项目的大量设计经验，通过计算、修正及仿真分析，我们确 定：采用低压无功补偿技术，在低压侧采用高性能开关投切滤波器组的就地无功补偿 兼滤波方式进行治理谐波和补偿功率因数，即采用我司获国家重点新产品的 ZRTBBL 型低压谐波治理技术方案。 通过以上设计可以得出如下结论： 1、 该装置能有效抑制 3、5、7、11 次谐波，滤波装置投入后，注入公共连 接点的谐波电压及谐波电流均能满足国际限值； 2、 补偿的平均功率因数≥0.95； 3、 补偿过程中电网电压波动满足国家相关标准要求； 4、 采用获国家重点新产品的 ZRTBBL 型低压谐波治理的独有技术，技术先进 可靠，能安全、可靠、长期无故障、全自动运行，主要元器件选型合理， 且多为知名品牌，性价比突出。 5、 本公司的产品设计、生产、售后服务体系完善，能提供强有力产品保障。 综上所述，该装置能有效抑制谐波，改善用户用电质量，同时，能减少谐波对电 网的冲击，有效治理谐波污染，在节能减排过程中，能取得相当的社会效益；由于投 入的设备具有一定的节能效果，以及通过无功补偿，提高了功率因数，同时，滤波补 偿装置投运后能够缩短中频机冶炼时间，改善产品质量，降低单位产量能耗，投资效 益显著。 *******机械锻造有限公司低压无功补偿兼谐波治理项目技术方案 21