无功补偿的计算一、系统基本情况XX钢丝绳有限公司35kV变电所目前采用二台SZ11-35±3×2.5%/0.4,1600kVA（Dyn11、U%=6.5）变压器，预留一台SZ11-35±3×2.5%/0.4,1600kVA变压器，电力供电系统经35kV变压器直接降压为0.4kV低压配电系统向热处理车间、拉丝车间、捻股合绳车间和工厂照明等供电。

主要负荷为电动机。

全厂总供电负荷4800kVA（包括预留），总用电负荷3200kW。

系统容量一般由当地供电部门提供，也可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量。

根据设计院图纸，每台35kV变压器额定电流为2309.5A,额定分断电流为20kA，三台35kV变压器的总分断电流为60kA，则可认为系统容量S=3×（1.73×20（kA）×35000（V））=3×1211MVA ≈3600 MVA。

实际可将上一级110kV系统设为无穷大。

二、用电设备基本情况1．用电负荷XX钢丝绳有限公司的主要用电负荷，拉丝车间的用电负荷为2720 kW，热处理车间负荷为240 kW，捻股合绳车间负荷为903kW等。

主要设备为拉丝机，捻绳机等用电动机，全厂共拥用70台不同容量的电动机，总容量为3909kW。

电动机的容量、数量（由设计院提供）见表1。

表1：电动机的容量、数量2．用电负荷的谐波根据我们分析，用电负荷的谐波主要来自以下几方面：（1）拉丝机的动力采用电磁调速电动机拉丝机的动力采用电磁调速电动机，电磁调速电动机普遍采用YCT系列调速电动机，该系列调速电动机由鼠笼式异步电动机、电磁转差离合器和控制器三部分组成，能在规定的调速范围均匀地、连续地无级调速，并输出额定转矩。

控制器是将速度指令信号电压和调速电动机速度负反馈信号电压比较后，经放大电路及移相触发电路，从而控制了晶闸的开放角，改变了转差离合器的励磁电流，使调速电动机转速保持恒定。

调节励磁电流即能使电动机在规定的调速范围内实现无级调速。

控制器的控制电机功率、最大输出（直流）见表2。

表2：控制器控制电机功率、最大输出（直流）（2）变频整流调速电动机全厂有110、137kW 变频调速三相异步电机10台，总负荷1316kW，占全部电动机容量的34%。

该电机由变频整流调速装置来调速，一般采用6脉动交-直-交电流型变频器。

电网通过可控硅三相全控桥给变频器供电，功率因数角约等于控制角a。

供电电流包含6±1次谐波(K=1、2、3…)，并且在直流电流无脉动的理想情况下，n次谐波电流含量是基波电流的1/n。

实际上，直流电流脉动导致五次谐波和七次谐波含量增加，大于七次谐波的高次谐波含量减少。

（3）无功补偿装置变频器用量较大的用户，用电容器进行无功力率补偿虽然可以大副度降低基波无功电流，但是必然出现谐波放大现象。

这时，供电电流和电容器电流中谐波和间谐波电流大副度增加。

（4）热处理设备热处理设备一般采用工频感应加热整流装置，小型换流装置采用６脉冲，其运行时产生大量谐波，产生的谐波可能影响到自身，连接于同条供电线路的其他负荷。

三、无功补偿容量的计算XX钢丝绳有限公司35kV变电所的无功补偿电容器安装在35kV变压器的低压侧，即安装在每一台SZ11-35±3×2.5%/0.4,1600kVA变压器0.4kV的母线上。

计划安装无功补偿装置6台，总补偿容量为1440kvar（估计按总供电负荷4800kVA的30%进行无功容量补偿。

），无功补偿装置分布安装在不同的变电室，每个变电室安装3台电容器柜，每柜电容器容量240 kvar，分12组，每组20 kvar，补偿容量为720 kvar。

其无功容量主要补偿35kV配电变压器的空载无功功率和漏磁无功功率以及用以补偿电动机的无功消耗。

计算由设计院在对处于设计阶段的企业已确定无功补偿电容器的容量，本谐波容量计算分析以此为依据。

由于用电负荷存在大量谐波，无功补偿电容器对谐波放大，电容器由于超温和过压而损坏，供电变压器温升加大。

为避免谐波电流大副度增加，谐波治理与无功功率补偿必须同时进行。

四、谐波容量的计算1．用户谐波源的特性（谐波次数、谐波量等）分析根据用电负荷分析，并结合我们工作经验，我们初步分析用户谐波源的特性如下：1.1 谐波次数该工厂的用电负荷应视作为三相对称负荷，偶次谐波可以不考虑，主要为奇次谐波, 奇次谐波的主要5次、7次谐波。

1.2 谐波量(1) AC-DC- AC变频整流调速装置采用AC-DC- AC变频整流调速装置的电动机负荷为1316kW,额定电流为3463.2A,取谐波电流的含量15%额定电流,即519A.(2) AC-DC励磁单向调速装置谐波电流的分量89.5A。

(3) 工频感应加热整流装置工频感应加热整流装置的负荷为260 kW,额定电流309.3A, 取谐波电流的含量20%额定电流,即61.86A。

以上三项的谐波电流的含量约670A。

按78%的谐波电流考虑，取519A的谐波电流为计算依据。

1．3 各次谐波电流含量2. 电能质量的要求国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》谐波水平的要求如下：电压总谐波畸变率和奇次谐波电压含有率见表7。

表7: 电压总谐波畸变率和奇次谐波电压含有率注入0.38 kV母线的各次谐波电流含量不超过（基准容量 100MVA）表8所列值：表8: 注入母线的各次谐波电流允许值经过分析，9次以上的谐波电流含量比较接近国家标准允许值，5次、7次谐波电流含量严重超标。

该企业35kV侧的第5次和7次谐波电压和公共连接点,且控制在国家标准允许值2.4%额定电压之下。

这时该企业注入系统的第5次和7次谐波视在功率之和不超过：1.2%×√3×35×6.84＋1.2%×√3×35×5.09＝4.98＋3.70＝8.68(kVA)该值仅为供电负荷(4800 kVA)的0.18%，而且谐波有功功率还应更小。

3. 系统的谐波阻抗特性系统的谐波阻抗特性原则上用实测值或可靠的计算值,但根据XX钢丝绳有限公司35kV变电所具体情况作如下处理：当母线上由短路容量换算所得的基波电抗X s*(*为标么值)中主变压器的电抗占绝对优势时,系统等值谐波电阻R sh一般很小,可忽略不计。

可以认为谐波电抗为hX s。

35kV 1600kVA变压器的电抗X s*＝7/1.6＝4.375,三台变压器的等值电抗为1.458则5次谐波电抗X s5*＝5×X s*＝7.292, 7次谐波电抗X s7*＝7×X s*＝10.206。

七、TAL型低压自动滤波装置介绍1．概述由于大量的非线形负载，如整流装置、冶炼炉、电气化机车、高频炉、中频炉、电电弧、单晶炉等谐波源对电网的谐波污染，电网质量越来越差，绝大地危害用电设备的安全和能源的浪费，电网质量越来越满足不了用户的要求。

而电力部门没有象要求无功功率因数达标及罚款规定，统一要求产生谐波的用户进行有效治理的办法，国家也没有一部象治理环境污染一样的谐波污染治理法。

虽然，我们研制了治理谐波源的低压TAL0.4 型低电压滤波装置和TBB0.4型低压无功补偿装置，取得良好效果，并于 1993 年通过了机电部和能源部的产品鉴定，在国内率先迈出了可喜的第一步。

当前用电形势表明，电力用户对电网质量要求越来越高，治理谐波污染势在必行，我公司与西安电力电容器研究所合作在原基础上研制了0.4kV的TAL-2新型低压自动滤波装置，服务于谐波治理事业。

2．产品用途和技术说明要治理电网的谐波，首先从根本上去治理产生大量谐波的谐波源，也就是说对产生大量谐波的设备，如整流装置、冶炼炉、中频炉、单晶炉等，进行谐波测量、监测， TAL 型低压自动滤波装置是在TAL型低电压滤波装置的基础上进行优化设计并改进的产品，直接用于治理谐波源。

本产品设计原理先进、标准化成度高、成本低、节能效果好、安全可靠。

该装置可有效地滤除高次谐波，改善电压和电流质量，并向系统提供容性无功，提高功率因数。

本产品适用于需要补偿无功功率和实现滤波功能的用户。

3．产品的主要结构◇可控硅晶闸管（科技型）或专用断路器（经济型）。

◇干式空芯电抗器或树脂绝缘干式电抗器。

◇滤波电容器(装置采用金属化薄膜电容器)。

◇新型自动化控制器，按无功功率和谐波量自动投切谐波滤波支路，并具有谐波超显示、报警和保护。

◇标准柜体(2260×800×600)。

也可按照设计院确定的柜体尺寸(如:2200×1000×1000)。

◇保护功能齐全：有短路、过载、过压、欠压、缺相及谐波超值保护等。

4．产品的主要特点◇采用无触点自动投切，可以连续频繁投切滤波器组而不影响开关和电容器的寿命。

或采用专用真空断路器投切滤波器组而不发生重燃。

◇即时检测系统谐波电流频谱和无功波动幅度和频率，进行实时补偿。

◇实时显示系统谐波电流等数据。

◇除标准产品外，还可根据客户系统专门设计，滤波效果可达 80% 以上，补偿后功率因数≥0.95 。

◇动态响应时间快，响应时间不超过 20ms。

◇投切时无暂态冲击，无合闸涌流，无电弧重燃，无需放电即可再投。

5．产品的创新点采用带谐波监测功能的新型无功功率控制器，该控制器是我国目前唯一贯彻新国标 JB7113 - 93 而设计的填补国内空白的产品。

本控制器除具备一般保护器的循环投切等功能外，还能和谐波监测保护器配套，具备谐波超值保护及二次过电压保护等功能，使控制器对电容器的投切及保护完全符合新国标 JB7113-93 的要求。

对多调谐滤波支路采用固定投切+动态投切的混合运行方式。

八、附加说明以上是初步计算，等资料更充分和详细后，可对整个无功补偿功率和滤波器作一计算机辅助设计，进行无功和谐波潮流分析和滤波效果评估。

但是，无功补偿装置和滤波装置的8个柜子是不会改变的，总的容量也不会大的调整，只是对个别参数进行一些修改。

我公司会进一步配合设计院的工作，并表示在本项目与设计院合作。

35kV变电所用 ESH1000谐波监测保护装置一、谐波监测保护装置的具体应用1 监测的谐波参数根据DL/T5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术规程》的规定，应对本35kV变电所如下PCC连接点进行监测：1.1 系统指定谐波监视点35kV母线的谐波电压。

1.2 0.4kV无功补偿装置所连接母线的谐波电压（变压器0.4kV连接母线）。

1.3 产生谐波源0.4kV无功补偿装置回路的谐波电流。

1.4 产生谐波源滤波器回路的谐波电流。

2 监测保护单元的配置（见表1）表1 监测保护单元配置表注: 监测保护模块数由用户确定，可任意灵活配置二、ESH1000谐波监测保护装置的连接和安装位置和连接1．安装位置根据设计院的要求本ESH1000谐波监测保护装置安装在35kV变压器的高压配电室，即第10号柜的位置。