400V工业有源滤波器APF在江苏某中频石墨化炉应用

时间：2022-04-15

现场负载描述

由于中频石墨化烧结炉是典型的谐波源负载，运行时会产生大量谐波流入其所在配电系统，导致谐波电流、谐波电压畸变率严重**标，不仅直接干扰危害系统内生产设备的长期安全运行和电力损耗，还将直接导致电容补偿设备不能正常运行而使月平均功率因数达不到0.9的考核标准，没有会被供电部门加征为数不低的力调费，同时谐波将馈入高压母线系统，导致10KV 高压计量考核点谐波指标**标，供电部门也要求进行治理。

中频炉分为六相十二脉和三相六脉，通常的三相六脉冲桥式整流线路在工作时会对电网产生5次，7次，11次，13次和更高次的谐波干扰电流；若采用六相十二脉冲桥式整流线路，由于变压器的特殊接线方法，5次，7次谐波电流将在变压器内部相互抵消，从而使对电网的谐波干扰大幅度降低。十二脉冲可控硅桥式整流线路的较低次谐波是11次。

Part 02 治理前测量数据总结及分析

工业滤波器投入治理前，中频加热炉升温到1300℃恒温状态，对其进线柜进行测量：

电气示意图

测量数据展示

测量数据总结及分析

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中频炉断路器三相电流畸变率分别是19.27%,17.08%，17.08%，电压畸变率分别为3.51% 、3.94% 和3.87%；现场测量数据中的谐波电流主要以3-15次谐波电流为主，3-15次谐波电流中ABC三相5次谐波电流较大值分别为92.4A，83.1A，79.9A。

Part 03治理后测量数据总结及分析

测量数据展示

测量数据总结及分析

中频炉负载，加热升温到1300℃时，滤波设备补偿后，以C相为例，各次谐波情况总结如下：

中频炉负载加热升温到1300℃温度恒定时，滤波设备补偿后，三相电流畸变率分别是7.24%，6.21%，7.01%，电压畸变率分别变为2.43% ，2.64% 和2.56%；现场5次和7次谐波较大，尤其5次谐波较大达到了92A左右，远远**过了国家GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》0.38KV系统各次谐波及谐波电流值标准（国标规定5次谐波电流允许值为62A）。设备补偿后，以C相为例，5次谐波剩余9A左右，7次谐波剩余2.7A左右，补偿率在90%以上，工业滤波器设备运行良好，补偿精度高。

Part 04400V工业滤波器工作原理及产品展示

工作原理

工业滤波器采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理**设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。通过外部互感器实时检测电网中各次谐波电流和无功电流，得到其指令电流，指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。

工业APF工作原理图

产品展示