諧波電壓的治理

一造紙車間大都為非線性傳動設備,且使用DCS 系統作為控制中心,經統計每個月跳閘、斷紙的次數約15~25 次,造成嚴重財物損失;經量測分析,電網存在的諧波電壓非常嚴重,造成控制設備誤動作,為更了解諧波電壓的來源,及尋求改善的對策,進行了進一步測試及分析。
背景說明:總進線電壓為10KV;變壓器使用1000KVA 10/0.4KV Z=5.5%;傳動設備總容量為 600KW;
控制設備所使用的電源所需容量為10KVA;未裝設任何改善功因的電容器。為了解電網的諧波狀況,我們作了兩種測試條件,一是設備正常運行時、二是使設備完全停機時。由測試結果分析得知:設備運行時電流及電壓波形,皆已嚴重變形,電壓畸變率高達18.4%;設備完全停機時,電壓畸變率低于1%。因此,諧波來自于設備自身。
有了如此的測試數據,我們發現要降低諧波電壓,必須從降低諧波電流注入電網的量著手;因此我們在變壓器二次側加裝消諧設備,來降低諧波電流及諧波電壓,降低諧波對控制設備的影響。濾波器參數如下:
5th :第五諧波濾波器型號:F302-400-50/250-630/432-0820
7th :第七諧波濾波器型號:F296-400-50/350-536/292-0820
裝設消諧設備后,諧波電流明顯降低,將第五諧波電流由原本的366A降低至56A、第七諧波電流由原本的211A降低至14A、第十一諧波電流由原本的101A降低至29A。諧波電壓畸變率由原本的18.4% 降低至3.2%,波形亦接近于一正弦波。經統計裝設消諧設備后,每個月跳閘、斷紙的次數從15~25次,降至3次以下。
結論:當你的設備發現有下列情況時,可能跟諧波的影響有關,需特別注意:
1. 電容器無法投入、跳閘、故障、燒毀。
2. 變壓器聲響大、運行溫度過高。
3. 導線的運行溫度高、絕緣老化快。
4. 保護繼電器無故跳閘,造成停產。
5. 控制設備誤動作,造成設備停機。
6. 變頻器設備常無故跳閘,無法正常運行。