軋機設備的諧波治理與無功補償案例
一、項目背景
某鋼管廠現擁有∮50一條冷軋生產線，∮89、∮108、∮340三條熱軋生產線，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係統，主要生產無縫鋼管，2010年，生產150萬噸鋼，120萬噸管，專用管比達到72％以上，出口40％以上，實現年銷售收入70億元，利潤7億元以上。
二、輸配電設備諧波問題
1.變壓器參數：ZS9－3000／6.36.3KV／0.75KV7.91％。
2.該廠采用了直流軋機等非線性負載設備，工作時產生大量諧波對係統及附近電網造成了較大的影響，同時造成許多損耗，這不僅影響了廣大電力用戶的用電**，而且對電力係統中一些主要設備也產生了嚴重的危害，影響了電力係統的**穩定經濟運行。本次諧波治理為分廠三連軋三台主變。
1.總投資：投資KYLB低壓濾波補償裝置3套，總計60萬元。
KYLB低壓濾波補償裝置投入後，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％，各次諧波均在國標允許值以內。係統功率因數也從0.8提升到了0.96，KYLB低壓濾波補償裝置投入後，係統消耗的總無功功率減少了2520KVAR，係統消耗的有功功率減少了226KW，相當於每月節約電度約10萬度（電度＝功率×16小時×30天數）。
3.經濟效益。
（1）線路頻率損後的節電
設衡鋼6KV線路大負荷全年耗電時間為5000小時（τ），線路電能損耗於傳輸電能比為0.08以δ表示。則補償後的全年節電量：△WL＝SL×COSφ1×δ×τ×｛1－【COSφ1／COSφ2】2｝＝0.8×9000×0.85×0.08×5000×【1－（0.8／0.96）2】＝748000（KW·H）
注：0.85為主變負荷率
（2）補償後3台變壓器全年節電量：
△WT＝3×△PD×（S1／S2）2×τ×【1－（COSφ1／COSφ2）2】＝304×｛（0.8×9000）／9000｝2×5000×0.305＝295728（KW·H）
式中PD為變壓器總短路損耗，為304KW
（3）補償投入後的全年總的節電效果：
△W＝△WL＋△WT＝748000＋295728＝1043728（KW·H）＝1043728X0.5元＝52.2萬元
式中：電費按0.5元／度，負荷1年工作時間為5000小時
（4）力率電費的節約：
用戶全年應交納的功率因數調整電費約為：（以當地供電局功率因數考核點為0.9計算，補償前用戶係統的功率因數為0.84，則功率因數罰款力率為＋3％。），
力率電費＝有功電費×力率＝有功功率×全年工作小時×電費單價×力率＝6120×5000×0.5×3％＝45.9萬元，
因KYLB低壓濾波補償裝置投入後，係統功率因數達到了功率因數考核點0.9以上，故不會再產生功率因數罰款電費，即節約電費45.9萬元。
（5）合計全年節約電費：52.2＋45.9＝98.1萬元。
4.投資回收期。
投資回收期約為：84／98.1＝10.3個月。
通過安裝上海坤友電氣有限公司的KYLB低壓濾波補償裝置：
（1）有效抑製了諧波，改善了用戶用電質量，提高了用戶用電設備的使用壽命；同時，減少了諧波對電網的衝擊，有效治理了諧波汙染，在節能減排過程中，取得重大社會效益；
（2）由於投入的設備具有一定的節能效果，以及通過無功補償，提高了功率因數，全年節電效益明顯，僅節電一項，可使投資在10.3個月內得以回收。
