通信局房的電力節(jié)能與諧波治理

一起進(jìn)步通信局房的電力節(jié)能與諧波治理

摘要：在分析減少電能損耗原理的基礎(chǔ)上，具體結(jié)合諧波分析通信局房節(jié)約電能的措施，并闡述了當(dāng)前通信電源系統(tǒng)中諧波的產(chǎn)生、危害及諧波控制與消除技術(shù)。通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例，說(shuō)明了有源濾波器消諧技術(shù)在通信電源系統(tǒng)中的使用及效果。關(guān)鍵詞：節(jié)能

諧波

諧波抑制

無(wú)源濾波器

有源濾波器

引

言

當(dāng)前，“節(jié)能降耗”已經(jīng)上升到了國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略高度，成為整個(gè)“十一五”規(guī)劃中的重要內(nèi)容。為了響應(yīng)國(guó)家政策和集團(tuán)精神，通信動(dòng)力運(yùn)維部門結(jié)合自身特點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)應(yīng)用，僅就動(dòng)力系統(tǒng)電力節(jié)能降耗部分，初步綜合匯集了一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，以期進(jìn)行共同探討和研究。1

綜

述

電能是由其它能源轉(zhuǎn)換產(chǎn)生并可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能等的形態(tài)。在電網(wǎng)中，電能是以電壓電流的表現(xiàn)形式作功，其單位消耗的電功率為P=W/T(kWh)。用電設(shè)備在對(duì)負(fù)載進(jìn)行有效作功(Po)的同時(shí)，也有一部分無(wú)效作功損耗，二者之和才是總的有功功率(Pn)，這就是用電設(shè)備的效率η=Po/Pn，這是其一。另外，由于大多數(shù)電氣設(shè)備為感性負(fù)載，將產(chǎn)生電壓電流的不同相位，從相關(guān)電壓、電流或功率矢量三角形看起來(lái)，實(shí)際有功功率P要小于裝置總的視在功率S，還有一部分為無(wú)功功率QL(電感上的功率)，相移功率因數(shù)

是專門表征這一電能的數(shù)量關(guān)系的重要電氣參數(shù)。容性負(fù)載情況類似，但常常用來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功功率。廣義上的功率因數(shù)PF=P/S還應(yīng)包括波形畸變?cè)斐傻母郊与娔艿取?/p>

由上可見，要想減少電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能損耗，主要從二方面入手：一是提高電氣設(shè)備(包括負(fù)載裝置)的效率；二是提高電氣系統(tǒng)的功率因數(shù)，進(jìn)而減少無(wú)功及諧波電流，同時(shí)要合理供電，減少線路損耗。

近年來(lái)，通信系統(tǒng)中由于非線性負(fù)荷的日漸增多，特別是一些大功率UPS的大量應(yīng)用，導(dǎo)致電網(wǎng)中產(chǎn)生大量的高次諧波電流，進(jìn)而電壓波形發(fā)生較大的畸變，引起系統(tǒng)的功率因數(shù)降低。低的功率因數(shù)和諧波，會(huì)造成設(shè)備自身和電網(wǎng)相當(dāng)大的附加無(wú)功電能，增加電網(wǎng)輸變電以至發(fā)電設(shè)備的負(fù)擔(dān)，影響設(shè)備運(yùn)行及壽命。故須采取必要的措施，以防止諧波電流在電網(wǎng)中傳送及流動(dòng)，從而消除諧波對(duì)供電系統(tǒng)及設(shè)備、通信與控制系統(tǒng)的不良影響。2

局房的電力節(jié)能降耗

針對(duì)一個(gè)具體局房的節(jié)電措施，應(yīng)全面衡量電網(wǎng)及設(shè)備情況，首先從設(shè)備選用、工藝技術(shù)精選及改進(jìn)做起，進(jìn)而無(wú)功及諧波補(bǔ)償或消除等多種方法相輔，最后是綜合考評(píng)，以達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化、電網(wǎng)改善、降低電耗的目的。非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流會(huì)影響通信電源系統(tǒng)的多個(gè)工作環(huán)節(jié)，以下就結(jié)合諧波針對(duì)通信局房的節(jié)能做具體分析：

1)

電力變壓器：轉(zhuǎn)換能量效能較高的設(shè)備，但也存在空載損耗、負(fù)載損耗和熱損耗。其節(jié)能的主要措施是降低上述損耗。而諧波與這些損耗密切相關(guān)：其中渦流損耗、磁滯損耗分別與頻率的平方、頻率成正比，高次諧波的引入將增加額外的渦流損耗和磁滯損耗；鐵心由于急劇變化的磁通導(dǎo)致鐵損急劇增加，進(jìn)而使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱；中性線上由諧波和不平衡引起的過(guò)電流會(huì)在三相變壓器線圈中出現(xiàn)環(huán)流從而產(chǎn)生附加損耗。

2)

電力線路：供電線路線損是電力損耗的重要原因，低壓線路尤甚。節(jié)能的主要措施是治理電網(wǎng)低功率因數(shù)和諧波，從而減少線路電壓損耗。此外高頻率的諧波因加重導(dǎo)線的集膚效應(yīng)，進(jìn)而銅損急劇增加；嚴(yán)重時(shí)會(huì)使溫度升高，造成導(dǎo)線絕緣損壞

。

3)

油機(jī)：在有諧波電網(wǎng)中，高次諧波電流直接返饋給發(fā)電機(jī)，在發(fā)電機(jī)的繞組中引起感應(yīng)電流，使之發(fā)熱產(chǎn)生損耗，導(dǎo)致輸出功率降低。特別是5次和7次諧波電流嚴(yán)重時(shí)，會(huì)與基波磁場(chǎng)相互作用引起振蕩力矩產(chǎn)生機(jī)械振蕩，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲。

4)

電氣設(shè)備：大的諧波電流和低的功率因數(shù)會(huì)造成設(shè)備自身和電網(wǎng)相當(dāng)大的附加無(wú)功電能，影響設(shè)備運(yùn)行及壽命。

綜上所述，諧波治理作為通信局房中一種通用而有效的節(jié)能及環(huán)保方法，可以消除諧波對(duì)設(shè)備正常工作的干擾；使得整個(gè)電網(wǎng)設(shè)備在一個(gè)安全的環(huán)境下工作，提高設(shè)備的工作效率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，以期營(yíng)造一個(gè)綠色通信電源系統(tǒng)。3

諧波治理及工程實(shí)踐

3.1

諧波的產(chǎn)生機(jī)理及危害

從電網(wǎng)的角度來(lái)講，在用電系統(tǒng)中，產(chǎn)生諧波的根本原因是由于具有非線性阻抗特性的用電設(shè)備(又稱為非線性負(fù)荷)

用電的結(jié)果。非線性負(fù)荷會(huì)在工作時(shí)從電網(wǎng)取用非正弦電流，結(jié)果使其波形產(chǎn)生畸變。諧波電流流經(jīng)電網(wǎng)阻抗，形成諧波電壓，導(dǎo)致電源系統(tǒng)的電壓波形畸變，使電能質(zhì)量變壞。

從功率平衡的觀點(diǎn)來(lái)看，在電網(wǎng)中，無(wú)論諧波流向如何，負(fù)載本身不產(chǎn)生電能量。當(dāng)諧波從負(fù)載流向電網(wǎng)時(shí)實(shí)際上是負(fù)載將電網(wǎng)中的基波經(jīng)過(guò)濾波和整流后形成的諧波電流反送回電網(wǎng)，這是一種電能污染?；üβ兽D(zhuǎn)化為諧波功率之后，變?yōu)樽⑷腚娋W(wǎng)的諧波電流源。其中一部分諧波功率返回系統(tǒng)阻抗和發(fā)電機(jī)，分別被系統(tǒng)電阻所消耗和被發(fā)電機(jī)所吸收；大部分諧波功率被負(fù)荷電阻所吸收。

諧波的存在是對(duì)電網(wǎng)環(huán)境的一種污染，它會(huì)給周邊的通信系統(tǒng)和公用電網(wǎng)以外的設(shè)備帶來(lái)?yè)p害，諧波造成的危害大致列舉如下：

1)

使電力元件附加損耗加大，易引發(fā)火災(zāi)。含有電容器的設(shè)備受影響最為嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備損壞以及電容器爆炸等事故。

2)

影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。導(dǎo)致繼電保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)，電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確，精密電子設(shè)備會(huì)被嚴(yán)重干擾甚至燒毀

。

3)

在通信系統(tǒng)中，諧波還會(huì)對(duì)鄰近的通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。輕則產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，計(jì)算機(jī)無(wú)法正常工作；重則導(dǎo)致信息丟失，使系統(tǒng)崩潰。

諧波輕則降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，影響各種電器設(shè)備的正常運(yùn)行，重則威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。綜上所述，把諧波分量降低到容許的范圍內(nèi)是保證電能質(zhì)量和節(jié)能的一項(xiàng)重要任務(wù)。

3.2工程簡(jiǎn)介

以下就以某一局房為例，具體說(shuō)明諧波治理在工程中的應(yīng)用：

上海移動(dòng)某通信局房中發(fā)現(xiàn)與兩套UPS聯(lián)絡(luò)的電容補(bǔ)償柜運(yùn)行異常。隨即對(duì)電容柜受電端進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得的電流為雙羊角波形是明顯的諧波波形圖，電壓波形也有毛刺；同時(shí)檢測(cè)到電容受電端接收到5次，7次，11次，13次諧波。初步認(rèn)定是由于電路中的高次諧波導(dǎo)致。

1（k為正整數(shù)）次諧波，即5、7、11、13…等各次諧波，這與實(shí)測(cè)中檢測(cè)到電容受電端接收到5次，7次，11次，13次諧波相吻合。由此判斷諧波電流是由UPS中的整流裝置產(chǎn)生的。同時(shí)通過(guò)分析判斷，電容器組不能正常工作的主要原因是由于在不同諧波下的諧振而引起的過(guò)負(fù)荷造成的。究其原因，發(fā)現(xiàn)該局房的UPS采用了6脈沖整流器技術(shù)，對(duì)應(yīng)于UPS上線的配電系統(tǒng)，該整流器是一個(gè)會(huì)引起諧波失真的非線性負(fù)載。對(duì)其交流側(cè)電流作傅里葉級(jí)數(shù)展開，可知電流中含6k

對(duì)該局房?jī)?nèi)電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試，實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了上述對(duì)故障原因的分析。測(cè)試點(diǎn)選取在變壓器低壓母線，分別在無(wú)功補(bǔ)償柜投入和無(wú)功補(bǔ)償柜切除情況下測(cè)試。測(cè)試圖及數(shù)據(jù)見圖1和表1。

投入前波形

投入后波形

投入前波形

投入后波形

圖1

無(wú)功補(bǔ)償投入前、后對(duì)比圖

由此得出結(jié)論：UPS的整流裝置是該系統(tǒng)的諧波源；系統(tǒng)存在共振問(wèn)題，無(wú)功補(bǔ)償投入后5、7、11、13、17次諧波被不同程度的放大，電壓電流波形畸變十分嚴(yán)重，超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定限值，進(jìn)而造成流過(guò)電容的電流超過(guò)正常運(yùn)行允許值。

3.3

諧波治理

上海通信動(dòng)力運(yùn)維部門立即提出對(duì)該局房配電系統(tǒng)進(jìn)行諧波治理。為此，首先對(duì)諧波治理技術(shù)做了深入了解。諧波控制與消除的方法一般從兩方面考慮：一是主動(dòng)型，從裝置本身出發(fā)，采用不產(chǎn)生諧波的設(shè)備裝置；二是被動(dòng)型，外加濾波器。對(duì)已建的局房只能采取被動(dòng)型消諧技術(shù)，故以下著重介紹被動(dòng)型方法：

1)

無(wú)源濾波器

無(wú)源濾波器應(yīng)用無(wú)源元件（如電阻器、電感器和電容器）適當(dāng)組合，通過(guò)LC選頻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)某一頻率的諧波提供低阻抗通路。利用在諧振頻率下，感抗與容抗相互抵消，只剩下電阻的阻尼作用，因而形成對(duì)諧波頻率的低阻抗通道。

無(wú)源濾波的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、控制方式較易實(shí)現(xiàn)，成本低，技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠。缺點(diǎn)是只能抑制固定的幾次諧波，其濾波特性受系統(tǒng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響；易與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振導(dǎo)致諧波放大而使LC濾波器因過(guò)載而燒毀，無(wú)源濾波器具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意：

◆各組諧波容量的計(jì)算，不僅要包含各自所濾除的諧波容量，還要加上10％的背景諧波容量。系統(tǒng)中諧波源的投入和工況是變化的，若不考慮背景諧波，容易發(fā)生過(guò)載。

◆在正常失諧的條件下，無(wú)源濾波器仍能滿足各相技術(shù)要求（正常失諧是指系統(tǒng)正常頻率漂移，無(wú)源參數(shù)的溫度偏移及允許的制造誤差）。

2)

有源電力濾波器

圖2

并聯(lián)有源電力濾波器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

有源電力濾波器是一種動(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無(wú)功的電力電子裝置。從目前國(guó)外的使用情況來(lái)看，利用有源電力濾波器進(jìn)行諧波和無(wú)功補(bǔ)償是今后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。有源濾波器基本原理是從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。如圖2所示：檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電流，經(jīng)指令電流運(yùn)算電路計(jì)算得出補(bǔ)償電流的指令信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)補(bǔ)償電流發(fā)生電路放大，得出補(bǔ)償電流，再與負(fù)載電流中要補(bǔ)償?shù)闹C波及無(wú)功等電流抵消，最終得到期望的電源電流。

有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是可動(dòng)態(tài)跟蹤負(fù)載并濾除系統(tǒng)中的諧波；安裝調(diào)試方便；不會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)諧振；可補(bǔ)償各次諧波甚至可用作無(wú)功補(bǔ)償，濾波范圍大；容量在一定范圍內(nèi)自適應(yīng)。其缺點(diǎn)是造價(jià)較前兩種要高一些；自身會(huì)消耗5%左右的系統(tǒng)能量。

3)

方案比較及確定

諧波治理工程目標(biāo)：滿足規(guī)程要求；降低系統(tǒng)內(nèi)的諧波污染。

局房改造工程設(shè)計(jì)原則：經(jīng)濟(jì)合理有效地治理諧波；同時(shí)在工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)能保證UPS不間斷供電。

要求治理后的UPS系統(tǒng)，諧波電壓和諧波電流等電能指標(biāo)均符合國(guó)家及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

針對(duì)該局房，我們對(duì)無(wú)源濾波器與有源濾波器兩種方案進(jìn)行了綜合比較：

◆濾波效果：該局房系統(tǒng)負(fù)載約30％，無(wú)源濾波器濾波效果差；有源濾波器濾波效果好，能達(dá)到5％；

◆

濾波范圍：針對(duì)本局房5，7，11，13，17次諧波電流被嚴(yán)重放大的情況，無(wú)源濾波器只能抑制5次，部分7次，對(duì)其余則無(wú)能為力；而有源濾除諧波的范圍是2次到49次，可同時(shí)濾除20種諧波；

◆系統(tǒng)共振：本系統(tǒng)電容補(bǔ)償柜的電容是動(dòng)態(tài)投入的，系統(tǒng)參數(shù)不固定，負(fù)載的大小也隨時(shí)變化，無(wú)源濾波器可能出現(xiàn)諧振問(wèn)題；

◆工程可操作性：有源濾波器易安裝調(diào)試。

◆成本：有源濾波器的費(fèi)用要高于無(wú)源濾波器。

同時(shí)針對(duì)有源濾波器的安裝，一般有根據(jù)對(duì)低壓母線線作諧波治理或?qū)PS負(fù)載進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的諧波治理兩種思路，鑒于該局房自身特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)的原因，本局房采用了第一種治理思路。

綜上分析，該局房在低壓母線處加裝一臺(tái)有源濾波器，由其進(jìn)行諧波濾除并兼做無(wú)功補(bǔ)償（無(wú)功補(bǔ)償電容柜退出運(yùn)行）。

3.4結(jié)果分析

工程實(shí)施后，為驗(yàn)證工程效果使用三相電能質(zhì)量分析儀，對(duì)有源濾波器投入使用前后系統(tǒng)各電量參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)選取在變壓器低壓母線上。分別記錄兩種工況下對(duì)諧波測(cè)量的一組數(shù)據(jù)。

圖3為治理前和治理后的電壓電流波形圖。從圖中可以直觀的看到，治理前電壓電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變；治理后電壓電流波形均接近理想的正弦波。由表2可看出：治理前后，電流均方根值下降了13.3％（三相算術(shù)平均值），視在功率下降14.6％，無(wú)功功率下降59.4％；但由于有源濾波器本身的功率能耗，有功功率上升3.5％。此外，功率因數(shù)提高到0.96以上。

治理前

治理后

圖3

諧波治理前、后對(duì)比圖

表2

測(cè)試數(shù)據(jù)表

綜上分析諧波治理后的效果：

1)、電能質(zhì)量

◆反饋至公用電網(wǎng)的諧波合格，滿足國(guó)標(biāo)和電力部門的要求；達(dá)到了電網(wǎng)綠色環(huán)保的目的。

◆三相電流、電壓均方根值下降，濾波效果明顯，提高系統(tǒng)的安全運(yùn)行系數(shù)。

◆供電質(zhì)量明顯改善，杜絕了通信電源系統(tǒng)的安全隱患。

2)、節(jié)能效果分析

諧波電流在電網(wǎng)中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生有功功率損失，它構(gòu)成了電網(wǎng)線損的一部分，對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行很不利。諧波源外送的諧波有功功率是由從電網(wǎng)吸收的基波有功功率的一部分轉(zhuǎn)化而成的，由此減少了電網(wǎng)可用容量。同時(shí)諧波功率本身即構(gòu)成了經(jīng)濟(jì)損失。

此外，針對(duì)通信局房的具體表現(xiàn)為：

◆

增加變壓器的有效容量：釋放諧波和無(wú)功所占用的容量，從而可增加變壓器相應(yīng)的帶載能力，為今后系統(tǒng)擴(kuò)容提供了良好的平臺(tái)，并可減少變壓器擴(kuò)容所需的投資。

◆

提高油機(jī)的帶載能力：由于諧波的消除，發(fā)電機(jī)設(shè)備的帶載能力從原來(lái)的2～3:1

提高到1.5～2:1，油機(jī)使用率被大大提高，進(jìn)而減少擴(kuò)容所需的投資。

◆

有效的降低了變壓器、用電設(shè)備及線路因諧波引起的發(fā)熱損耗，同時(shí)還避免其因過(guò)熱進(jìn)而絕緣老化、壽命縮短甚至損壞的現(xiàn)象，延長(zhǎng)其的使用壽命，起到節(jié)能降耗的目的。

◆

有效提高設(shè)備運(yùn)行的功率因數(shù)，提高效率延長(zhǎng)設(shè)備壽命；且減少了需要抗拒設(shè)備發(fā)熱而設(shè)置的空調(diào)的配置量和耗電量。

◆

有些局房傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置由于不能消除諧波的干擾，根本無(wú)法投入運(yùn)行，功率因數(shù)偏低，造成電費(fèi)扣罰。在這種情況下諧波治理后，因提高功率因數(shù)而免于罰款，從而電費(fèi)可得到減少。4

結(jié)論及展望

國(guó)家已經(jīng)明確規(guī)定，諧波治理依據(jù)“誰(shuí)污染，誰(shuí)治理”的原則。但并未實(shí)施具體制約手段。但目前已有電網(wǎng)開始對(duì)新投產(chǎn)的項(xiàng)目嚴(yán)格審查，針對(duì)大容量諧波源的諧波注入量不達(dá)標(biāo)等，供電部門將不予驗(yàn)收送電，相信這勢(shì)必成為今后的發(fā)展趨勢(shì)。目前，諧波控制作為保證電網(wǎng)質(zhì)量及節(jié)能的一項(xiàng)重要措施，今后將會(huì)有越來(lái)越多的應(yīng)用。

為了企業(yè)更好的發(fā)展，我們必需把節(jié)能工作放在優(yōu)先地位，從我國(guó)節(jié)能降耗的國(guó)策出發(fā)，學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，化解能源對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約。作為通信動(dòng)力運(yùn)維部門，我們要立足本職工作，節(jié)約每一部分能源，保障通信供電質(zhì)量，杜絕通信安全隱患，并努力營(yíng)建綠色通信電源系統(tǒng)。諧波治理節(jié)電案例諧波治理節(jié)電案例

節(jié)電案例1—中頻爐設(shè)備（浙江青山鋼鐵有限公司）一、用戶簡(jiǎn)介浙江青山鋼鐵有限公司是青山控股集團(tuán)-青山工業(yè)園內(nèi)大型生產(chǎn)企業(yè)，坐落在浙江省青田縣小峙工業(yè)區(qū)。公司專業(yè)生產(chǎn)多品種的不銹鋼榜、線型材，煉鋼年設(shè)計(jì)產(chǎn)能30萬(wàn)噸，軋鋼年設(shè)計(jì)產(chǎn)能45萬(wàn)噸，年產(chǎn)值逾60億元。公司職工1000余人，廠區(qū)建筑面積6萬(wàn)多平方米。二、電網(wǎng)狀況及用電設(shè)備（1）1#變壓器容量為16000KVA，變比為35KV/10KV，下帶負(fù)載為2臺(tái)7200KVA中頻爐變和一臺(tái)1800KVA加熱爐變，中頻爐運(yùn)行產(chǎn)生的特征諧波以11、13次為主，濾波裝置接入10KV母線。（2）4#變壓器容量為20000KVA，變比為35KV/10KV，主要負(fù)載為10KV母線側(cè)2臺(tái)8000KVA中頻爐變和總功率為4200KW直流軋機(jī)，濾波裝置接入10KV母線。三、投資效果分析1、總投資：本項(xiàng)目分2段實(shí)施，分別為1#變、4#變。本案列僅討論1#變，1#變諧波濾除及無(wú)功補(bǔ)償裝置總投資54萬(wàn)元。2、諧波治理及無(wú)功補(bǔ)償效果濾波裝置投入后，系統(tǒng)10KV側(cè)諧波電壓畸變率由10.5%降到了3.85%，諧波電流畸變率也由10.20%降到了7.1%，各次諧波均在國(guó)標(biāo)允許值以內(nèi)。系統(tǒng)功率因數(shù)也從0.827提升到了0.99，濾波裝置投入后，系統(tǒng)消耗的總無(wú)功功率減少了4800Kvar。3、節(jié)電效果（1）線路頻率損后的節(jié)電設(shè)青山特鋼1#主變最大負(fù)荷全年耗電時(shí)間為3000小時(shí)(τ),線路電能損耗于傳輸電能比為0.03以δ表示.則,補(bǔ)償后的全年節(jié)電量:△WL=SL*cosφ1*δ*τ*{1-[cosφ1/cosφ2]2}=0.8×16000×0.827×0.03×3000×[1-(0.827/0.99)]≈288000(kw·h)注:0.8為主變負(fù)荷率（2）補(bǔ)償后變壓器全年節(jié)電量:△WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=240×{(0.8×16000)/16000}2×3000×0.30218≈140000(kw·h)式中Pd為變壓器短路損耗,為240KW（3）補(bǔ)償投入后的全年總的節(jié)電效果:△W=△WL+△WT=288000+140000=428000(kw·h)=428000x0.58元=24.8萬(wàn)元式中：電費(fèi)按0.58元/度，負(fù)荷1年工作時(shí)間為3000小時(shí)（4）力率電費(fèi)的節(jié)約:根據(jù)浙江地區(qū)的電費(fèi)計(jì)價(jià)方式，用戶全年應(yīng)交納的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)約為：（以當(dāng)?shù)毓╇娋止β室驍?shù)考核點(diǎn)為0.9計(jì)算，補(bǔ)償前用戶系統(tǒng)的功率因數(shù)為0.827,則功率因數(shù)罰款力率為+3.5%。）力率罰款電費(fèi)=有功電費(fèi)*力率=有功功率*全年工作小時(shí)*電費(fèi)單價(jià)*力率=10500*3000*0.58*3.5%=64萬(wàn)元因無(wú)功補(bǔ)償裝置投入后，系統(tǒng)功率因數(shù)達(dá)到了功率因數(shù)考核點(diǎn)0.99以上，故不會(huì)再產(chǎn)生功率因數(shù)罰款電費(fèi)，反而還會(huì)有部分電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)。力率獎(jiǎng)勵(lì)電費(fèi)=有功電費(fèi)*力率=有功功率*全年工作小時(shí)*電費(fèi)單價(jià)*力率=10500*3000*0.58*0.75%=13.7萬(wàn)元（5）合計(jì)全年節(jié)約電費(fèi)：24.8+64+13.7=102.5萬(wàn)元4、投資回收期投資回收期約為：54/102.5≈6個(gè)月四、結(jié)論通過(guò)投資諧波治理設(shè)備，（1）有效抑制了諧波，改善了用戶用電質(zhì)量，提高了用戶用電設(shè)備的使用壽命；同時(shí)，減少了諧波對(duì)電網(wǎng)的沖擊，有效治理了諧波污染，在節(jié)能減排過(guò)程中，取得重大社會(huì)效益；（2）由于投入的設(shè)備具有一定的節(jié)能效果，以及通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償，提高了功率因數(shù)，全年節(jié)電效益明顯，僅節(jié)電一項(xiàng)，可使投資在6個(gè)月內(nèi)得以回收。投資效益顯著。節(jié)電案例2----軋機(jī)設(shè)備（衡陽(yáng)華菱鋼管公司）一、用戶簡(jiǎn)介衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司現(xiàn)擁有∮50一條冷軋生產(chǎn)線，∮89、∮108、∮340三條熱軋生產(chǎn)線，兩套油管加工線及全水平連鑄和弧形連鑄兩套圓管坯生產(chǎn)系統(tǒng)，主要生產(chǎn)無(wú)縫鋼管，2007年，生產(chǎn)110萬(wàn)噸鋼，100萬(wàn)噸管，專用管比達(dá)到72%以上，出口40%以上，實(shí)現(xiàn)年銷售收入65億元，利潤(rùn)6億元以上。二、電網(wǎng)狀況及用電設(shè)備1、變壓器參數(shù):ZS9-3000/6.36.3KV/0.75KV7.91%2、該廠采用了直流軋機(jī)等非線性負(fù)載設(shè)備，工作時(shí)產(chǎn)生大量諧波對(duì)系統(tǒng)及附近電網(wǎng)造成了較大的影響，同時(shí)造成許多損耗，這不僅影響了廣大電力用戶的用電安全，而且對(duì)電力系統(tǒng)中一些主要設(shè)備也產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本次治理為89分廠三連軋三臺(tái)主變。三、投資效果分析1、總投資：投資TXL-1低壓諧波濾除裝置3套，總計(jì)84萬(wàn)元；2、諧波治理及無(wú)功補(bǔ)償效果濾波裝置投入后，諧波電壓畸變率由7.3%降到了3.6%，諧波電流畸變率也由26.0%降到了7%，各次諧波均在國(guó)標(biāo)允許值以內(nèi)。系統(tǒng)功率因數(shù)也從0.8提升到了0.96，濾波裝置投入后，系統(tǒng)消耗的總無(wú)功功率減少了2520Kvar，系統(tǒng)消耗的有功功率減少了226K