台达PQC系列APF稳定冶金行业的电能质量问题

行业背景
金属冶炼的负载普遍存在无功冲击大、功率因数低与谐波含量大等电能质量问题，电能质量的主要污染源有电弧炉、中频炉、和轧机、电镀等整流性负载。其中电弧炉工作情况复杂，熔化期和精炼期的谐波电流不规则，产生谐波的同时，产生动态无功、三相不平衡。其中三相电弧炉广泛用于炼钢。铜和铜合金的熔炼则多用单相电弧炉。

电弧炉在熔化期功率因数低于0.7，在发生工作短路时甚至低到0.1，在精炼期功率因数也仅为0.8左右，这些过程都处于动态变化，而导致电压出现较大波动，对电网冲击很大，造成其它负载的正常工作受到冲击。

项目
江铜集团：中国最大的铜产品生产基地

问题描述
江铜在炼铜的过程中大量使用电弧炉、电镀等非线性动态负载，主要问题有：

冲击性负载，谐波与无功的动态变化使得电网电压波动
电容补偿器频繁故障，功率因数低，造成电力部门的无功罚款
谐波电流导致的电压畸变超出国标
设备故障率高，维护成本较高

解决方案
对低压配电侧的电弧炉设备进行动态无功与谐波治理，针对性采用PQC系列 APF (single unit capacity 750A) 一套，单机容量为750A，治理方案示意图如下所示。

台达PQC系列APF稳定冶金行业的电能质量问题

治理效果
PQC投入效果非常明显，数据如下表所示。

综合补偿	电流THD	电压THD	电流值 (A)	功因 PF
补偿前	28.9%	6.5%	941	0.86
补偿后	4.4%	2.3%	685	0.96

PQC投入前后电流THD如下图所示。

Current THD before and after PQC implementation is

PQC投入前电压电流波形与投入后的功率参数如下图所示。

Voltage waveform and PF before and after PQC implementation

项目总结
台达PQC系列APF在江铜已稳定运行两年多，功率因数恒定达0.96以上，电流总畸变由28.9%减低至4.4%，电流、电压与功率因数都优于国标与电力部的要求。电弧炉、电镀等设备故障率明显降低，减不了视在电电流，从而减小了线路损耗，通过电表进行监测达到了一定的节能效果，没有再出现过电容补偿器时发生的谐振现象，保证了更加稳定的配电网。

Delta’s PQC APF has been running steadily at JCG for over two years.