轧机无功补偿与谐波治理
2022.05.21
轧机配电系统一般变压器为整流变压器，电压为0.4/0.66/0.75KV，主要负荷为直流主电机。由于用户的轧机整流装置的电气传动大功率一般采用的是两个六脉整流技术，在工作时低压侧不同程度地产生了一定的谐波发生量(6N±1)，而在高压侧表现出来的则是十二脉整流方式，主要以(12N±1)为主。
坤友电气在轧机方面的谐波治理工程经验可知，工作时，在用户低压配电系统中，5次谐波电流含量可以达到了 20%～25%，7 次谐波电流可以达到了 8%，高次谐波电流注入高压侧电网，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，影响电网其他用电设备的正常运行，降低了电能质量，影响了电网的用电安全，对设备的安全运行造成了安全隐患。
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，采用低压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。
坤友电气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。
直流轧机一般采用的都是直流电机，轧钢时功率因数非常低，一般在 0.7左右，它们*大的一个特点就是工作周期较短，速度快，属于冲击性负荷，无功波动大。功率大的轧机还会引起电网电压急剧波动，使灯光，电视机屏幕产生闪烁，引起人的视觉疲劳而烦燥，此外还影响可控硅设备，精密仪表或加工设备的稳定运行，甚至产生质量事故，普通的电容器组补偿，根本无法实时跟踪负荷变化进行有效的补偿，机械触点因频繁投切易损，且对电网的冲击较大。
直流轧机由于采用的电气传动为晶闸管整流技术，根据整流脉数可以分为 6 脉整流，12 脉甚至 24脉，在工作时除了功率因数较低外，同时也产生高次谐波，一般国内直流轧机采用的是六脉动整流技术，所以在整流变压器单个低压绕组侧产生的谐波主要以5，7，11，13 次为主，对于低压侧为双绕组 do,yn 接法的变压器，其5，7次谐波在高压侧可以相互抵消一些，故在高压侧主要表现为 11，13次谐波分量。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。
解决方案供选择:
方案一 集中治理(适用于小功率主机，左右卷)
1.采用谐波治理支路(3、5、7次滤波)+无功调节支路,投入滤波补偿装置后,供电系统谐波治理和无功补偿都达到要求。
2.采用抑制谐波无功补偿支路,投入滤波补偿装置后,使功率因数达到要求。
方案二 就地治理(适用12脉整流变低压侧治理和大功率主机、卷机分别安装)
1.采用谐波治理支路(5、7、11次滤波),轧机运行时自动跟踪,谐波就地解决,生产时不影响其他设备的运行,投入后谐波无功达到标准。
2.采用有源滤波器(滤除动态谐波)和滤波支路(5、7、11次滤波), 投入后谐波无功达到标准。
坤友电气在轧机方面的谐波治理工程经验可知，工作时，在用户低压配电系统中，5次谐波电流含量可以达到了 20%～25%，7 次谐波电流可以达到了 8%，高次谐波电流注入高压侧电网，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，影响电网其他用电设备的正常运行，降低了电能质量，影响了电网的用电安全，对设备的安全运行造成了安全隐患。
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，采用低压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。
坤友电气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。
直流轧机一般采用的都是直流电机，轧钢时功率因数非常低，一般在 0.7左右，它们*大的一个特点就是工作周期较短，速度快，属于冲击性负荷，无功波动大。功率大的轧机还会引起电网电压急剧波动，使灯光，电视机屏幕产生闪烁，引起人的视觉疲劳而烦燥，此外还影响可控硅设备，精密仪表或加工设备的稳定运行，甚至产生质量事故，普通的电容器组补偿，根本无法实时跟踪负荷变化进行有效的补偿，机械触点因频繁投切易损，且对电网的冲击较大。
直流轧机由于采用的电气传动为晶闸管整流技术，根据整流脉数可以分为 6 脉整流，12 脉甚至 24脉，在工作时除了功率因数较低外，同时也产生高次谐波，一般国内直流轧机采用的是六脉动整流技术，所以在整流变压器单个低压绕组侧产生的谐波主要以5，7，11，13 次为主，对于低压侧为双绕组 do,yn 接法的变压器，其5，7次谐波在高压侧可以相互抵消一些，故在高压侧主要表现为 11，13次谐波分量。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。
解决方案供选择:
方案一 集中治理(适用于小功率主机，左右卷)
1.采用谐波治理支路(3、5、7次滤波)+无功调节支路,投入滤波补偿装置后,供电系统谐波治理和无功补偿都达到要求。
2.采用抑制谐波无功补偿支路,投入滤波补偿装置后,使功率因数达到要求。
方案二 就地治理(适用12脉整流变低压侧治理和大功率主机、卷机分别安装)
1.采用谐波治理支路(5、7、11次滤波),轧机运行时自动跟踪,谐波就地解决,生产时不影响其他设备的运行,投入后谐波无功达到标准。
2.采用有源滤波器(滤除动态谐波)和滤波支路(5、7、11次滤波), 投入后谐波无功达到标准。
