法拉德高速型动态消谐无功补偿装置在港口中的应用

近年来，我国港口企业大量采用了可控硅整流及可控硅变流设备。这导致供配电质量严重降低，更为严重的是由这些设备产生的高次谐波与供配电网络中的系统容抗和系统阻抗在一定条件下形成的串联或并联谐振，从而导致系统中某些设备的严重损毁。谐波对港口的供配电系统的危害已引起人们的重视，抑制谐波，提高供配电质量刻不容缓。

1、港口中典型的非线性设备

Ø 大型门机、集装箱岸桥（主要产生高次谐波5次、7次等）

Ø 气体放电类照明器具（3次谐波含量占20%以上）

Ø 计算机及其他办公设备等。

2、谐波的影响

（1）谐波对输电线路的影响

港口供电电网中含有高次谐波电流，而高次谐波电流会使输电线路功耗增加。当注入系统的谐波频率位于网络谐振点附近的谐振区时，对输电线路会造成绝缘击穿，尤其是电缆线路。

（2）谐波对变压器的影响

谐波电压的存在增加变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度，谐波电流的存在增加铜损。对带有非对称性的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量，特别是3次谐波电流会在绕组中形成环流，使绕组发热。

（3）谐波对供电系统可靠性的影响

对于电磁式继电器来说，谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁港口供电系统的安全、可靠运行。

（4）谐波对电动机的影响

在港口行业中主要增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。另外，电动机的谐波电流还会使电动机产生机械振动，发出很大的噪声。

3、法拉德港口典型案例

某港口由于使用了高速变化的门机等负荷，无法使用普通的无功补偿装置进行功率因数补偿，谐波流经电缆、变压器造成损耗增加，用户有功损耗增加，从而需要支付更多的电费，并且每月都会产生1万—2万的利率罚款。在国家大力倡导节能降耗，科技环保的形势下，该港口适时的投入资金用于改善电能质量。

该港口在安装法拉德高速动态消谐无功补偿装置后，平均功率因数达到0.90以上，谐波量大大下降，节能效果比较明显，系统的供电质量有了很大的提高。

以下是法拉德有源滤波器投入前后的现场对比数据：

1）功率变化趋势前后对比图

滤波器投入前功率变化趋势图           滤波器投入后功率变化趋势图

2）相电流波形前后对比图

滤波器投入前相电流波形           滤波器投入后相电流波形

3）相电流谐波含量前后对比图

滤波器投入前相电流谐波含量           滤波器投入后相电流谐波含量

高速动态消谐无功补偿装置运行后效果分析：

1）适时跟踪配电系统中的无功需求量并及时补偿，不出现过补及欠补现象；

2）视在电流大大下降，减少了无功电流对配电系统的冲击，并保证平均功率因数在0.95以上

3）消除了利率电费罚款。

4）大大降低了配电系统的谐波含量，给配电系统的安全、稳定运行提供了保障。

动态消谐无功补偿装置运行前后投资效益分析如下：

                                               法拉德电气（北京）有限公司

                                                          技术部