轧机设备的谐波治理与无功补偿案例

一、项目背景

某钢管厂现拥有∮50一条冷轧生产线，∮89、∮108、∮340三条热轧生产线，两套油管加工线及全水平连铸和弧形连铸两套圆管坯生产系统，主要生产无缝钢管，2010年，生产150万吨钢，120万吨管，专用管比达到72％以上，出口40％以上，实现年销售收入70亿元，利润7亿元以上。

二、输配电设备谐波问题

1.变压器参数：ZS9－3000／6.36.3KV／0.75KV7.91％。

2.该厂采用了直流轧机等非线性负载设备，工作时产生大量谐波对系统及附近电网造成了较大的影响，同时造成许多损耗，这不仅影响了广大电力用户的用电**，而且对电力系统中一些主要设备也产生了严重的危害，影响了电力系统的**稳定经济运行。本次谐波治理为分厂三连轧三台主变。

三、谐波治理及无功补偿效果分析

1.总投资：投资KYLB低压滤波补偿装置3套，总计60万元。

2.谐波治理及无功补偿效果。

KYLB低压滤波补偿装置投入后，谐波电压畸变率由7.3％降到了3.6％，谐波电流畸变率也由26.0％降到了7％，各次谐波均在国标允许值以内。系统功率因数也从0.8提升到了0.96，KYLB低压滤波补偿装置投入后，系统消耗的总无功功率减少了2520KVAR，系统消耗的有功功率减少了226KW，相当于每月节约电度约10万度（电度＝功率×16小时×30天数）。

3.经济效益。

（1）线路频率损后的节电

设衡钢6KV线路大负荷全年耗电时间为5000小时（τ），线路电能损耗于传输电能比为0.08以δ表示。则补偿后的全年节电量：△WL＝SL×COSφ1×δ×τ×｛1－【COSφ1／COSφ2】2｝＝0.8×9000×0.85×0.08×5000×【1－（0.8／0.96）2】＝748000（KW·H）

注：0.85为主变负荷率

（2）补偿后3台变压器全年节电量：

△WT＝3×△PD×（S1／S2）2×τ×【1－（COSφ1／COSφ2）2】＝304×｛（0.8×9000）／9000｝2×5000×0.305＝295728（KW·H）

式中PD为变压器总短路损耗，为304KW

（3）补偿投入后的全年总的节电效果：

△W＝△WL＋△WT＝748000＋295728＝1043728（KW·H）＝1043728X0.5元＝52.2万元

式中：电费按0.5元／度，负荷1年工作时间为5000小时

（4）力率电费的节约：

用户全年应交纳的功率因数调整电费约为：（以当地供电局功率因数考核点为0.9计算，补偿前用户系统的功率因数为0.84，则功率因数罚款力率为＋3％。），

力率电费＝有功电费×力率＝有功功率×全年工作小时×电费单价×力率＝6120×5000×0.5×3％＝45.9万元，

因KYLB低压滤波补偿装置投入后，系统功率因数达到了功率因数考核点0.9以上，故不会再产生功率因数罚款电费，即节约电费45.9万元。

（5）合计全年节约电费：52.2＋45.9＝98.1万元。

4.投资回收期。

投资回收期约为：84／98.1＝10.3个月。

四、谐波治理及无功补偿总结

通过安装上海坤友电气有限公司的KYLB低压滤波补偿装置：

（1）有效抑制了谐波，改善了用户用电质量，提高了用户用电设备的使用寿命；同时，减少了谐波对电网的冲击，有效治理了谐波污染，在节能减排过程中，取得重大社会效益；

（2）由于投入的设备具有一定的节能效果，以及通过无功补偿，提高了功率因数，全年节电效益明显，仅节电一项，可使投资在10.3个月内得以回收。