引言

 我国冶金化工机械市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励冶金化工机械产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。设备的利用率和供配电系统的稳定性越来越受到投资者的关注。由于电力电子元器件的大量使用，生产设备提高生产效率的同时，产生的谐波对电网造成了严重的污染，使供电系统稳定性降低。

因此，解决好冶金配电系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行，提高用电设备效率等具有重要意义。

客户关注

1）如何减少谐波对电网的影响。

2）如何保证安全生产，冶金生产设备的安全稳定可靠。

3）如何提高系统的功率因数，减少电费账单。

4）如何减小功率损耗，降低生产成本。

冶金化工行业配电系统特点

    大型冶金化工企业低压配电系统的负载采用变频调速技术已成为普遍的趋势。越来越多非线性负荷的应用导致配电系统遭受谐波污染。从谐波产生的源头治理谐波，降低谐波含量，能够保障生产运行的安全性和经济性。

    冶金化工行业配电系统中的谐波，主要是由于大量采用电力电子设备而产生的。其产生谐波的主要设备有：整流锅炉设备、机泵的变频装置、变电所用直流电源成套设备、新型照明灯具（节能灯、采用电子镇流器的日光灯）等。

冶金化工行业负荷分析

1）容量大

冶金企业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大、起制动频繁、快速性、自动化程度高、工作连续性等特点，是用电的大户。用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动、交流电动机变频调速驱动、变压器、电抗器、电力电子装置等非线性负载。

2）电网污染严重，稳定性低

轧机、电弧炉、中频炉等冶金设备使电网电压发生波动和闪变，三相不平衡，电网功率因数低，线路损耗增加，谐波含量超标，已造成谐波公害，严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。

3）谐波含量高，损耗大

变频设备使电网中谐波过量超标、对电力系统造成以下危害：使峰值电压过高，威胁电气设备的绝缘安全或造成电气设备的故障；产生涡流，使电气设备局部过热、噪声加大、额外功耗加大；干扰其它电子设备，使之工作失常；由于无功电流加大，增加电能的消耗量。

4）绝缘过热，设备寿命降低

谐波电流会使导体过载、导致过热，发生绝缘破坏而烧毀。谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命。对高频率谐波电流，电缆呈现集肤效应(Skineffect),使电力电缆额定载流量减少。零序（3的倍数次）谐波电流会导致三相四线系统的中性线过载、损坏。

冶金化工行业典型谐波问题及危害

1）谐波会降低设备以及电力电缆的绝缘度，威胁配电系统可靠性，甚至造成设备损坏。

2）谐波电流使线路、设备造成额外的谐波损耗。

3）谐波使无功补偿装置产生谐振风险，并降低补偿电容器寿命。

4）谐波电流过大造成变压器局部发热严重，增加变压器的损耗。

应用案例

某冶金厂一变压器下负载主要为中频炉。中频炉属于典型谐波源，产生大量谐波，造成该变压器电容补偿柜无法正常投入运行，功率因数达不到供电要求的0.9以上，每月供电部门对其进行罚款，并且变压器温度在夏季温度很高，造成电能浪费，变压器使用寿命缩短。

检测发现，该中频炉电压畸变率THDU高达7.1%、电流畸变率THDI为29.1%。总谐波电流高达297.96A。

如下图为中频炉输入侧三相电流波形：

说明：三相电流波形畸变严重，谐波含量极高。

说明：注：三相电流波形已经发生严重畸变，从谐波电流图可得高次的谐波含量极为丰富。严重超出国家标准《电能质量-公用电网谐波》（GB/T14549-1993）规定。

根据现场检测结果和配电系统的异常状况，选择就地补偿的治理方案，采用MUDEN  GetWave-APF系列有源电力滤波器解决了其谐波问题带来的困扰。