平煤股份六矿低压电网谐波治理研究与实施方案论证材料平顶山煤业集团技术中心平煤股份六矿二零零九年十月目录一、立项背景二、项目的主要研究内容三、社会效益与经济效益分析四、推广前景五、承担单位概况六、进度安排七、费用概算一、立项背景1、项目研发的目的及意义本项目是平顶山煤业集团技术中心为全面深入贯彻落实科学发展观，遵照国家节能减排的法律法规和相关政策，充分满足我国煤炭企业电网普遍存在的谐波问题迫切需要解决而决策实施的项目。项目的合作单位是平煤股份六矿。随着工业经济的迅猛发展，供电系统非线性负荷的大量增加，对电网造成的干扰愈加严重和复杂，导致电网供电质量下降。目前电力系统谐波污染与功率因数降低、电磁干扰已并列为电力系统的三大公害。谐波研究的意义，更可以上升到从治理环境污染、维护绿色环境的角度来认识。对电力系统这个环境来说，无谐波就是“绿色”的主要标志之一。在电力电子技术领域，要求实施“绿色电力电子”的呼声也日益高涨。目前，对地球环境的保护已成为全人类的共识。对电力系统谐波的治理也已成为电工科学技术界所必须解决的问题。1.1无功功率补偿煤炭企业中存在大量的感性电力负荷，自然功率因数较低，如不补偿提高系统功率因数，将造成如下不良影响：（1）降低发电机的输出功率，当发电机需提高功率无功输出，低于额定功率因数运行时，将使发电机有功输出降低。（2）降低了变电、输电设施的供电能力。（3）使网络电力损耗增加（网络中的电能损失与功率值的平方成正比），如电机、变压器、电力电缆等。（4）功率因数愈低线路的电压降愈大，使得用电设备的运行条件恶化。可见，提高功率因数不仅对电力系统，而且对本企业的经济运行有着重大意义。企业在考虑提高功率因数时，应采用自动无功补偿装置，以提高电力系统的功率因数，改善供电质量。无功补偿电容器具有投资省，有功功率损耗小，结构简单紧凑，运行维护方便，故障范围小等优点，故在钢铁企业供配电系统得到广泛应用。确定无功功率的补偿方案，除应作技术经济比较外，还应考虑下列因素：（1）减少供配电系统中的电压降；（2）无功功率减少后增加网络元件供电能力裕量。1.2电网谐波谐波主要由谐波电流源产生：当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，由于负荷与电网相连，故谐波电流注入到电网中，这些设备就成了电力系统的谐波源。系统中的主要谐波源可分为两类：①含半导体的非线性元件，如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、PWM变频器等节能和控制用的电力电子设备；②含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如日光灯、交流电弧炉、变压器、发电机组及铁磁谐振设备等。工业企业供电系统中的高次谐波除来自外部电源，主要产生于企业自身非线性负荷用电设备，如大容量整流装置、电弧炉等。我国工业企业也越来越多的使用产生谐波的电气设备，例如晶闸管电路供电的直流提升机、变频装置、轧钢机直流传动装置、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧炉等。严重的谐波污染对供配电系统的电能质量造成了极大的危害，如：电流和电压波形畸变；电压波动及闪变加剧；功率因数降低；供、配、用电设备发热严重，电网供电能力（容量）下降，用电设备的利用率降低；线路和变压器损耗增加并加速老化；电子设备及控制系统受干扰而无法正常工作，继电器误动作；传统的无功功率补偿装置损坏加剧，运行费用增加等等。因此，对非线性负载产生的谐波进行治理已成为迫切需要。2、项目研究目标本项目研制开发的滤波器的设计满足国家颁布的谐波管理规定，即流向上级系统的各次谐波电流和系统的电压总谐波畸变率不能超过国家规定的限值。一般设计要求系统谐波阻抗为感性，使滤波器与系统（包括其它元件）发生电流谐振的可能性不存在。滤波器宜装设在总降变电所主变压器二次侧，这样可实现集中滤波和无功补偿的目的，以提高滤波和补偿效果，减少投资，方便管理。当负荷装置容量较大，宜分别接在不同主变压器的低压侧母线上，并各自设置相应的滤波器，这样设计比较合理，运行经济。滤波器设计还应考虑背景谐波的影响。2.1治理目标电压谐...
