前言

冶金是指從礦物中提取金屬或金屬化合物，用各種加工方法將金屬制成具有一定性能的金屬材料的過(guò)程和工藝。由于冶金行業(yè)中加工工藝的特殊性（下圖），生產(chǎn)加工設(shè)備的運(yùn)行將給電力用戶側(cè)帶來(lái)一系列的電能質(zhì)量問(wèn)題，其中功率因數(shù)低、電壓波動(dòng)、諧波污染等問(wèn)題尤為顯著，因此，冶金行業(yè)是電能質(zhì)量治理的重點(diǎn)對(duì)象。

鋼鐵工藝流程圖

本文以近期公司合作的某鋼鐵項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)單闡述該案例中所涉及電能質(zhì)量問(wèn)題的檢測(cè)、分析方法和解決方案，分享相關(guān)行業(yè)的電能質(zhì)量治理經(jīng)驗(yàn)。

一、測(cè)試

本項(xiàng)目以低壓配電室中的2^#動(dòng)力柜為測(cè)量基礎(chǔ)，其主要負(fù)載為電機(jī)、風(fēng)機(jī)和照明系統(tǒng)，配備一臺(tái)容量為3150kVa的變壓器，兩組進(jìn)線均并聯(lián)接入變壓器。電容補(bǔ)償柜為接觸器投切開(kāi)關(guān)，檢測(cè)時(shí)中停運(yùn)行，沒(méi)有無(wú)功補(bǔ)償功能，功率因數(shù)處于待補(bǔ)償范圍內(nèi)。

2^#動(dòng)力柜的兩組電容補(bǔ)償柜的前端電能質(zhì)量測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1  2^#動(dòng)力柜電能質(zhì)量測(cè)試結(jié)果

其中兩處測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)拍圖如下：本次測(cè)試共有兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)，通過(guò)表中的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)的諧波數(shù)據(jù)基本滿足 GB/14549-1993 中的諧波標(biāo)準(zhǔn)要求。但功率因數(shù)均相對(duì)較低，且2^#進(jìn)線柜有少量5次諧波電流。

1^#測(cè)試點(diǎn)電流波形圖                                    2^#測(cè)試點(diǎn)電流波形圖

1^#測(cè)試點(diǎn)諧波電流柱狀圖                              2^#測(cè)試點(diǎn)諧波電流柱狀圖

1^#測(cè)試點(diǎn)功率和功率因數(shù)圖                             2^#測(cè)試點(diǎn)功率和功率因數(shù)圖

二、分析

從以上檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，系統(tǒng)總電流較大，功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，2^#動(dòng)力柜的2^#進(jìn)線柜的5次諧波電流達(dá)40A，可選擇配置APF（有源電力濾波器）進(jìn)行濾除，電能質(zhì)量治理能達(dá)到更好的效果。

三、治理方案

根據(jù)上述分析結(jié)果，同考慮現(xiàn)場(chǎng)配電室的空間以及后期負(fù)載調(diào)整等問(wèn)題。具體配備的抑諧式低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置和有源濾波器（APF）的型號(hào)和數(shù)量見(jiàn)表2。

表2  治理設(shè)備配置表

四、治理效益

1、減少諧波含量，保護(hù)用電設(shè)備，降低變壓器損耗，提升供電可靠性。

2、提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低線路損耗，提升變壓器質(zhì)量。

3、減少控制設(shè)備和繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，提高供電的安全和可靠性。

4、補(bǔ)償三相電流不平衡，減少變壓器和線路的銅損以及降低中線電流，提高供電質(zhì)量。

5、減小變壓器的附加損耗，降低噪聲，提升變壓器的帶載能力。

6、有源濾波器在濾除配電系統(tǒng)的諧波外，還可以節(jié)省5%～15%電費(fèi)，為客戶帶來(lái)節(jié)能效益。

7、補(bǔ)償設(shè)備接入后，提升了變壓器和配電線纜的帶載能力，減少了系統(tǒng)在擴(kuò)容方面的投入。