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FC滤波及无功补偿装置在谐波治理中的应用 方利祥 马金雷 （首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200） 摘要：本文主要介绍了FC滤波及无功补偿装置在110KV变电站10KV系统谐波治理中的应用，根据电能质量在线监测的结果，对含量较高的谐波进行针对性的治理，使10KV系统谐波含量低于国标值，保证电能质量。 关键词：变电站；电能质量；谐波 0? 引言 首钢京唐公司一冷轧110KV变电站设置3台50MVA主变压器，其中1#主变带10KV一、二段母线，3#主变带10KV三、四段母线，2#主变备用，为保证10KV母线电源质量，每段10KV母线分别设置一组FC滤波补偿装置。此110KV变电站主要给酸轧、连退、电镀锌产线供电，其中主要用电及非线性负载为酸轧产线的五连轧轧机，也是10KV母线最主要的谐波源。 1? 谐波检测 110KV变电站故障录波柜内装有一台电能质量在线监测仪，用于时时监测10KV母线谐波含量情况，自2013年12月开始，监测仪时常出现谐波超标报警，经过提取监测数据发现谐波总畸变率超过国值标（＞4%），且11次、13次谐波含量较高，详细数据见下表。 电能质量统计报表(电压) 监测位置： 1700冷轧501 (1700lengzha501) 监测时间： 2013-12-10 09:28:06 至 2013-12-10 14:45:00 参数 A 相 国标值 最大 平均 最小 95%值 结论 基波电压（kV） 5.9885 5.9630 5.8987 5.9764 2至25次谐波电压含有率（%） H05 0.51 0.37 0.15 0.44 通过 3.20 H06 0.14 0.03 0.01 0.04 通过 1.60 H07 0.97 0.72 0.11 0.89 通过 3.20 H08 0.13 0.04 0.01 0.05 通过 1.60 H09 0.18 0.12 0.05 0.13 通过 3.20 H10 0.09 0.04 0.00 0.04 通过 1.60 H11 1.86 1.53 0.68 1.72 通过 3.20 H12 0.08 0.04 0.01 0.04 通过 1.60 H13 1.53 0.98 0.28 1.30 通过 3.20 电压总畸变率(％) 4.43 3.88 3.31 4.10 失败 4.00 ? ? ? ? ? ? ? ? 2? 谐波治理 谐波超标一方面导致线路、电气设备损耗增加，加大了电力运行成本，增加了电费的支出，另一方面谐波使电气设备过热、绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁，间接影响产品质量。由于谐波不经治理是无法自然消除，因此，当谐波超标时，必须坚决的进行有效治理。 2.1? 创新点与技术关键 变电站每段10KV母线上设计了5次、7次、11次、13次滤波补偿装置，且投入顺序设计了联锁逻辑关系，即投入时，必须先投入5次、7次滤波， 11次、13次滤波装置才能顺利投入运行。然而，从谐波监测数据表来看，总谐波含量超标的主要原因是由于11次、13次谐波含量较高。因此，本次谐波治理的创新点是：根据各阶次谐波含量的大小，对11次、13次谐波进行针对性治理。技术关键是：如何解除联锁关系，只投入11次、13次滤波补偿装置。 2.2 技术方案 2.2.1 联锁逻辑解除 下图为11次、13次滤波支路高压柜合、分闸控制原理图，从图中可以看出高压柜合闸有三个联锁条件： 高压柜合分闸控制原理图 1) 7次滤波支路隔离柜刀闸在合位 2) 5次、7次滤波支路高压柜断路器在合位 3) 11次、13次滤波支路隔离柜允许投入运行选择开关在“允许位” 解决方法： 将5次、7次滤波支路隔离柜刀闸合闸，然后在试验位合5次、7次滤波支路高压柜断路器，模拟5次、7次滤波支路投入运行状态，从而达到解锁的目的。 2.2.2 投入容量计算 在投入11次、13次滤波补偿装置之前，需要解决如下三个问题：10KV系统电压会升高多少？是否会造成供电系统过电压？在投入滤波补偿装置前，是否有必要调整主变压器运行档位，将10KV系统电压先降低？ 11次、13次滤波补偿装置一次系统接线图如下所示： FC滤波及无功补偿装置一次接线图 每相由2块450Kvar电容器并联，以11次滤波补偿装置为例计算补偿容量：2*450*3=2700Kvar，同理13次滤波补偿装置补偿容量亦为2700Kvar，总补偿容量为5400 Kvar。 投入滤波补偿后10KV电压升高值ΔU=U*5400/S。 U为目前电压实际值10.2KV；S为系统短路容量，356.8≤S≤433.6（单位MVA）。 经过计算，投入11次、13次滤波补偿后，10KV系统电压可能上升0.12∽0.15KV，达到10.35KV，不会引起系统过电压，没有必要调整主变压器的运行