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TSCF轧机动态滤波无功补偿装置
1450可逆成功案例
1450型直流可逆轧机为典型案例，针对大、中、小型冶金轧钢企业，可逆直流轧机的运行特点以及由于运行工艺状况（可逆直流晶闸管调速非线性负荷）对电网造成的电网电压波动，电流、电压谐波超标严重，功率因数低下等电能质量现象，并以详细的设计数据及仿真模型，具体分析电能质量的严重状况，同时以详实的企业运行实况，描述在可逆直流轧机非线性动态负荷典型工况下，谐波治理及动态无功补偿方案及实施效果。并针对企业所取得的各项经济效益和对社会所做的贡献进行简单的概述。
1 概述
随着电力电子技术的飞速发展，我国的工矿企业中，电力电子器件的大量应用，可控、全控晶闸管作为主要开关元件，电力电子器件的整流设备，变频、逆变等非线性负荷设备的广泛应用，谐波问题亦日益广泛的提出。诸如谐波干扰、谐波放大、无功补偿失效及谐波无功电流对供电系统的影响等。上述电力电子设备是谐波产生的源头。谐波电流的危害是严重的，主要有以下几个方面：
（１） 谐波电流在变压器中，产生附加高频涡流铁损，使变压器过热，降低了变压器的输出容量，使变压器噪声增大，严重影响变压器寿命；
（２） 谐波电流的趋肤效应使导线等效截面变小，增加线路损耗；
（３） 谐波电流使供电电压产生畸变，影响电网上其它各种电器设备不能正常工作，导致自动控制装置误动作，仪表计量不准确；
（４） 谐波电流对临近的通讯设备产生干扰；
（５） 谐波电流使普通电容补偿设备产生谐波放大，造成电容器及电容器回路过热，寿命缩短，甚至损坏；
（６） 谐波电流会引起公用电网中局部产生并联谐振和串连谐振，造成严重事故及不良后果。
2 工程概述
2.1简介
苏州翔楼金属制品有限工厂主要设备为两台1450可逆轧机，因采用晶闸管整流、直流可逆调速等原因造成用电谐波超标，功率因数过低，对周边电网用户造成很大谐波干扰，为此进行设备改造以提高功率因数，治理谐波，节约能源，提高电网质量，降耗增容。
2.3工程设计概要
2.3.1轧机（1450）轧机运行主要参数
（１）轧机为长期间断运行，根据钢板轧制厚度要求变速变向、变输出功率运行，运行时间大约为1～2小时/每卷带钢。
（２）轧机分为主轧机及左、右卷取机、开卷机等系统控制，独立运行。
主轧机整流变压器容量为4000KVA，数量2台，电压比10KV/0.8KV*2，直流电动机2000KW ，数量4台，电枢电压800VDC，单台电枢电流2174A，效率92%，负荷率80%；卷取机整流变压器容量为 3150KVA，数量2台，电压比10KV/0.8KV*2，直流电动机1250KW，数量4台，电枢电压800VDC，单台电枢电流1359A，效率92%，负荷率80%。
主机直流电动机2000KW*2，电枢电压800VDC，电枢电流2655A，效率取90%，负荷率取100%
（１） 基波补偿容量
有功功率： P=U I =3168KW
视在电流： I =I ×0.816=2655×0.816×2=4333A
视在功率： S = ×U ×I = ×750×4333=5628KVA
功率因数： COSφ = P / S1=3168/5628=0.57
无功功率： Q1= =4651KVAR
实际基波补偿容量：4000KVAR
（２）谐波补偿容量 Kvar
实际谐波补偿容量：3000KVAR
（３）变压器副边安装容量为4500KVAR动态无功补偿装置补偿后
补偿后无功功率： Q =4651－4000=651Kvar
补偿后视在功率： S = 3234kVA
补偿后功率因数： COSφ =3168/3234=0.98
通过以上计算，该轧机变压器补偿选用我公司TSCF动态无功功率补偿滤波装置：
装置内配置多路5次滤波器和7、11、13次滤波器，在提高功率因数的同时还按国家标准滤除谐波电流.
通过以上仿真计算表明：5、7、11、13次谐波得到大幅度治理，使其完全符合国标要求。
通过以上数据表明；TSCF滤波装置投入后，治理前后电流谐波下降率效果是明显的，尤其对于5、7、11、13次谐波，针对钢业公司选用的是6相12脉波整流变压器，理论证明，对12脉波整流变压器反映到一次侧10KV电网时其5、7次电流谐波理论值应为零。只有11、13次谐波在10KV网侧可以记录，但从上表记录可以看出其值已很小，同时功率因数达到0.9以上，5、7、11、13次谐波达到国标。