如何解决橡胶厂密炼机的电能质量问题呢「橡胶密炼工艺」

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本文通过对某橡胶厂密炼机系统的无功问题及谐波现状进行分析，并提出了有效的治理措施，经过现场应用，取得了很好的效果。

随着社会的不断进步和发展对电能质量的要求越来越高，而近年来直流密炼机在橡胶行业中的广泛使用，就是的大量整流装置的使用，使得密炼机供电系统的电能质量受到严重污染，无功和谐波问题严重，整个系统的安全运行存在较大的隐患。

本文以橡胶厂直流密炼机的供电系统为例，对供电系统的无功及谐波现状进行分析，并提出一些行之有效的治理措施。

某橡胶厂密炼机系统的供电系统由整流变压器、整流装置和直流电机组成，整流变压器的容量为1100kVA，电压变比6/0.69kV，单台直流电机功率为1100kW。

在该系统中由于其功率因数极低，基本每月都存在电力罚款，因此对该负载的治理迫在眉睫，根据其负载特性：负载变化快，最快时能达到10S左右，本次治理主要以补偿为主兼顾抑制部分谐波。为了更清楚该系统的功率因数情况故对其的低压（690V）、高压(10kV)侧进行了功率因数测试，低压侧功率因数在0.45左右，高压侧功率因数在0.75左右。因此高压的低功率因数是造成电力罚款的重要原因，因必须对其进行治理。

3.1 治理措施的确定

传统的治理分为：有源治理、无源治理、有源 无源混合治理。以下为采用治理方案的阐述：

（1）无源方案：负载变化快，传统的无源动态相应跟不上，若采用固定的无源治理就会出现有当无功需求小时（此种工况有40%的时间）就出现40%时间的过补现象，因此此种方案不可取。

（2）有源方案：有源动态相应快，即可滤波也可补偿，作为补偿时即可输出感性无功也可输出容性无功，可以满足工况的需求，但需要的容量大，投资成本高。

（3）有源 无源混合方案：结合无源的自身优点在补偿的同时抑制谐波，而且成本低，再利用有源装置动态响应快的特点，利用小容量有源就可以弥补无源过补的或部分欠补的现象，这样就既减少减少了投资成本又达到很好的治理效果（补偿容量可达无级可调）。

通过第2节的测试及分析，现有系统谐波污染、功率因数低下，而且工作周期短，谐波和无功需求随时间有较大的变化。针对这种快速变化的系统，无功补偿和谐波的抑制也必须能够跟随负荷的快速变化，这样才能起到很好的效果。因此本次治理采用有源 无源混合方案。

3.2 治理装置的设计

无源技术就是利用L、R、C元件组成串联谐振回路，通过合理配置参数，使其在某个（或某些）固定的频率上为谐波提供一个低而阻抗的通道，谐波大部流入该支路，从而减轻对系统产生的污染。同时该支路在基波频率下呈容性，又可以向系统提供容性无功，提高系统的功率因数，有源技术是近年来发展起来的一种谐波抑制的新技术，集动态滤波、动态无功补偿（容性、感性可编程）于一体，响应速度快，滤波效率高，是目前最为理想的滤波、补偿产品之一。

根据现有的有源产品可知有源设备的工作电压均在500V以下，而治理系统为690V，因此须在有源装置和母线间加以专用变压器来提高其工作电压，针对这一工况通过测试进行计算此次所需的无功补偿量，因此根据就近治理的原则，在变压器的低压侧（低压共两个绕组，分别在每个低压进行治理）进行治理，因此设计方案为：采用低压滤波补偿（对其进行滤波补偿进行粗调），然后在利用有源进行微调。

3.3 应用效果说明

按照3.2中要求的进行设计的治理装置，通过在系统中使用前后进行对比测试，结果显示治理取得良好的效果，具体效果见下图所示：

通过对记录取得的数据进行统计计算，装置使用后，高压10kV系统的平均功率因数达到0.92以上，大大满足用户要求，同时无功功率减少后，还可以降低无功损耗，增加网络元件供电能力裕量。

针对某橡胶厂密炼机供电系统存在的波污染和功率因数低下的问题，通过对系统进行测试和分析，找出了密炼机工作的特性并据此采取了有效的治理措施，在本次的治理过程中采用有源升压治理为首例，使用结果表明治理效果非常明显，有效地解决了长期困扰用户的难题。

（本文选编自《电气技术》，原文标题为“直流密炼机系统无功补偿和谐波抑制”，作者为殷庆、李平等。）