库克库伯对某水泥公司无功补偿负载测试报告及改造建议

一、目前电能质量概况

经库克库伯电气技术人员现场查勘及测量，某水泥有限公司熟料分厂窑头一段、二段低压配电系统负载包含大容量变频器，正常生产过程中变频器会产生大量谐波电流注入电网，会对供电系统及用电设备造成一定的负面影响，如干扰通信、缩短电气设备的使用寿命、导致线缆发热、无功补偿电容器击穿，降低配电系统的安全可靠性等危害。

同时低压配电系统中包含大量电动机负载，正常运行时需要大量无功功率，据了解，现场电容柜存在电容器老化严重、电抗器运行声音大、接触器触点粘连等现象，需要频繁更换维护，无功补偿设备运行中存在安全隐患。

二、项目测试

1、测试点：熟料分厂窑头电气室，一段二段进线母排

2、负载性质分析

产生谐波的主要设备为大功率变频器，是典型的非线性设备，其工作过程会导致系统母线产生大量谐波电流，大量谐波电流与系统阻抗相互作用又产生较高的谐波电压。

高谐波电流导致电压电流波形严重畸变，不但危害客户连续供电的可靠性和安全性，而且损耗大量功率，降低了电能质量和供电设备的使用效率。

三、现场数据及分析

1、现场谐波数据计算

计算公式如下：

其中：Ih为谐波电流值，THDr为谐波电流总畸变率（相对于总电流），I为负载总电流值。

经过计算可得谐波电流值如下：

2、无功数据计算

无功补偿容量计算公式如下：

经过计算可得当前无功补偿容量如下：

四、治理方案及调整后配置方案

⑴窑头一段方案配置

方案1：

①控制电柜内的温度，保证电气元件在正常的温度下工作；

②建议更换为ABB电容切换专用接触器；

③统一电抗为线性度1.8倍的7%串联电抗器，有效的限制谐波对电容器的影响；

④将窑头一段电容补偿柜彻底改造，把现有25 KVAR普通型电容器全部改为过电流等级更高的滤波型CKKB电容器，容量为30KVAR。拆下的25KVAR普通型电容器作为窑头二段补偿柜备件（窑头一段谐波含量高于二段谐波含量）。

方案2:

在方案1的基础上增加一套总容量为380KVAR 的有源电力滤波柜，能有效的消除谐波源，对生产用电设备进行更完善的保护。

⑵窑头二段方案配置

方案l:

①控制电柜内的温度，保证电气元件在正常的温度下工作；

②建议更换为ABB电容切换专用接触器；

③统一电抗为线性度1.8倍的7%串联电抗器，有效的限制谐波对电容器的影响；

④逐个测量柜内各电容器运行电流，25KVAR 440V电容器串电抗后实际运行电流约为31 A，如果实际测量电流明显低于31 A，则可判断此电容器容量衰减严重，则需更换电容器。

方案2:

在方案1的基础上增加一套总容量为365KVAR 的有源电力滤波柜，能有效的消除谐波源，对生产用电设备进行更完善的保护。