卷烟厂电能质量治理改善技术

李斌

（深圳市海亿达能源科技股份有限公司）

摘要：烟草行业随着变频器的大量应用,使得供电电网的电流谐波污染变得较为严重,谐波会影响到仪器和设备的正常工作及使用,会对整个电力系统,甚至配电系统中的继电保护装置等都造成危害,加重了电网中供电变压器的发热,电容器及电力电缆等设备的运行损耗随之增加。有时还会引起变压器局部温度过高,造成严重的后果。针对电流谐波带来的危害,利用有源电力滤波器对供电电网的电流谐波加以治理,既消除了电网的污染,又做到了节能降耗。

关键词：烟草行业；卷烟厂；电能质量；无功；谐波；有源滤波装置

1卷烟厂主要电能质量问题

1.1卷烟厂主要生产工艺

卷烟厂的主要生产工艺包括制丝工艺和卷接包工艺。其中：将烟叶加工成烟丝的过程为制丝工艺,主要采用切片、切丝、膨胀等工序，中间辅以加温、加湿、添加糖香料等措施;在一定的温、湿度环境下，将加工好的烟丝卷制、接嘴、包装等过程为卷接包工艺。主要设备为制丝设备、卷接包设备和空调机组，空压机、制冷机组、水处理等动力部分的公用设备。

1.2谐波主要危害

随着烟草工业的快速发展，大量的直流设备、变频调速设备及其它非线性负荷的广泛应用，愈来愈多的谐波电流被注入了电网。变频器是典型的非线性负载，运用时产生5、7、11、13等（6n±1)次谐波电流，对电网产生污染。

在卷烟厂配用电系统中，谐波危害主要体现在：

（1）谐波对电网的污染

理想的电网所提供的电压应该是频率固定，电压幅值在允许的范围之内，谐波对电网的污染使电网供电质量恶化，使同一电网上的用电设备受到严重影响，提高电气设备的故障率，甚至使一些电路发生谐振从而产生过电流引起火灾，严重威胁了烟厂生产的顺利进行。

（2）谐波引发各种电力电子设备出现故障

谐波使系统中的元件产生附加的谐波损耗，除降低了发电，输配电和其他用电设备的效率以外，在三相四线制的电路中，由于大量的零序谐波电流，特别是3次谐波电流流过中线，会引起中线过热，有引发火灾的危险。另外，异常过大的中线电流的增加，会导致电网中线对地线的电压突增，将危及数据处理系统的安全。谐波对于旋转电机来说，除了增加损耗和引起发热外，还会产生机械振动，噪声和谐波过电压，这对电动机的寿命造成严重的影响。谐波电流流入变压器，会增加变压器的铜损和铁损，引起变压器发热。谐波还会使变压器的噪声变大。谐波电流流经电力电缆，令电缆发生过热，长期的过热运行将导致电缆的绝缘老化，甚至产生漏电和短路现象。

（3）谐波引起谐振

为了补偿无功功率和滤除谐波，常常需要并联电容器，或者设置电容器和电感器组成的滤波器。由于谐波频率高于工频频率，会使系统的感抗增加，容抗减少，有可能产生LC谐振。谐振放大了谐波电流，是电容器或电感器烧毁。

（4）谐波造成继电器误动作，并影响电力测量。

电力系统中的谐波将会使某些继电器和漏电保护开关产生误动作。谐波对电压表，电流表和功率表等计量仪表的测量结果带来直接影响。

1.3烟草行业的谐波和无功问题现状

卷烟厂各个车间谐波的主要设备来源，主要包括空压机组、UPS类设备、制丝设备、空调制冷、卷包机组等，具体表现形式如下。