论文导读：近年来，随着我国电力工业的不断发展，大量的非线性电力电子装置投入运行，同时电网缺乏良好的规划，设备配置不合理，企业用电不规范，对电网产生了许多不良影响，如功率因数偏低、变压器运行效率低，电网网损大，电网中的谐波污染，给用电系统带来了极大的损失，每年由于网损过大、线路误跳闸带来的经济上的损失十分严重。本文结合济钢一炼铁2#变电所无功补偿项目对无功补偿及谐波滤除装置进行了介绍。济钢一炼铁2#变电所共有LV-TSF滤波补偿装置2套，分别加装在1#变压器和2#变压器处，每套滤波装置均由1条3次滤波支路和1条5次滤波支路组成，每套装置均设有2面滤波柜。正常情况下FC系统处于自动运行状态自动投切控制器CPF-300检测无功电流及系统电压，根据预定的投切控制参数实现相应的逻辑控制。
关键词：无功补偿，谐波，TSF，FC
一、前言
近年来， 随着我国电力工业的不断发展， 大量的非线性电力电子装置投入运行，同时电网缺乏良好的规划，设备配置不合理，企业用电不规范，对电网产生了许多不良影响，如功率因数偏低、变压器运行效率低，电网网损大，电网中的谐波污染，给用电系统带来了极大的损失，每年由于网损过大、线路误跳闸带来的经济上的损失十分严重。本文结合济钢一炼铁2#变电所无功补偿项目对无功补偿及谐波滤除装置进行了介绍。
二、有源滤波装置基本结构和工作原理
有源滤波装置主要由两大部分组成,即指令电流运算电路和补偿电流发生电路 (由电流跟踪控制电路、 驱动电路和主电路 3部分构成 )。它的基本工作原理是检测补偿对象的电流和电压 ,经过指令运算电路得到补偿电流的指令信号 ,该信号经控制器由补偿电流发生电路获得 ,补偿电流与负载中的谐波及无功等电流抵消 ,最终获得期望的电源电流。
图中 Us表示交流电源,它产生谐波并消耗无功功率,i s为电网电流, i L为负载电流, i c0为补偿电流。
指令运算电路的功能主要是从负载电流i L 中分离出高次谐波分量 i Lh和基波无功 i Lq ,然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号 i c = - ( i Lh + i Lq )。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流 i c0应跟踪 i c的原则 ,计算出主电路各开关器件的触发脉冲 ,此脉冲经驱动电路后作用于主电路,产生补偿电流 i c0 ,由于 i c0≈ i c,所以 i s = i L + i c0=i L + i c = i L - ( i Lh + iLq ) = i Lp ,即电源电流 i s中只含有基波的有功分量 i Lp ,从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。
三、无功滤波补偿方案
1、低压TSF系统
济钢一炼铁2#变电所共有LV-TSF滤波补偿装置2套，分别加装在1#变压器和2#变压器处，每套滤波装置均由1条3次滤波支路和1条5次滤波支路组成，每套装置均设有2面滤波柜。论文发表。1#变压器加装的滤波装置,3次滤波支路的安装容量为90KVar, 5次滤波支路的安装容量为210KVar；2#变压器加装的滤波装置，3次滤波支路的安装容量为150KVar, 5次滤波支路的安装容量为300KVar。
装置投入：先将FS-3自动投切控制器“设定／运行”开关打到“设定”状态，再操作手柄依次闭合各进线隔离开关，交流接触器接通，最后将控制器“设定／运行”开关打到“运行”状态后按“复位”键后装置便自动进入运行状态。
低压TSF系统
系统采样电流为C相电流。有源滤波装置自动检测电网谐波 ,滤除各次谐波电流 ,并且提供超前或者滞后无功补偿。FS-3控制器实时显示系统母线电压、功率因数值、滤波支路的工作状态、保护动作信号。 FP-2微机保护器实时显示各滤波支路运行电流和保护动作信号并对系统和装置的故障进行检测和保护。正常运行时， FS-3型控制器自动检测系统功率因数 ，滤波装置会随着负荷的变化自动投切。并将投切信号送至触发板，实现对一次回路的控制。当系统功率因数低于设定值时其自动投入，当系统过补时控制器自动切除相应容量的电容器。
2、高压FC系统
6kV 母线滤波器，设立5、7次单调谐滤波支路。论文发表。总安装容量为1050kVar，可发出基波有效无功951kVar。运行时先合隔离刀再依次合上5次、7次真空接触器KM，把转换开关置自动位置，控制器转换开关置自动位置，设备处于自动运行状态。
 高压FC系统
正常情况下FC系统处于自动运行状态自动投切控制器CPF-300检测无功电流及系统电压，根据预定的投切控制参数实现相应的逻辑控制。而数字式电容器保护器JHA 651对装置提供可靠及时的保护。
四、结束语
根据测量数据，济钢一炼铁2#变电所无功补偿滤波改造项目，可以每年节约电费25万元。因此，在配电网络中安装补偿容量可自动调节的电力电容器、电抗器是改善电压水平，降低网损的重要技术措施。论文发表。它能根据电网中无功电流情况进行实时调节，无功缺额大时补偿容量大，无功缺额小时补偿容量小，始终使电网维持在高的功率因数下运行，提高变压器的效率，尽量使网损降低到最小程度并滤除谐波，进行可自动调节的无功补偿不需要人工操作且补偿精度、可靠性高，可以取得良好的经济效益。
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