一、目前电能质量概况
经海德莱技术人电力员现场查勘及测量，某水泥有限公司熟料分厂窑头一段、二段低压配电系统负载包含大容量变频器，正常生产过程中变频器会产生大量谐波电流注入电网，会对供电系统及用电设备造成一定的负面影响，如干扰通信、缩短电气设备的使用寿命、导致线缆发热、无功补偿电容器击穿，降低配电系统的安全可靠性等危害。
同时低压配电系统中包含大量电动机负载，正常运行时需要大量无功功率，据了解，现场电容柜存在电容器老化严重、电抗器运行声音大、接触器触点粘连等现象，需要频繁更换维护，无功补偿设备运行中存在安全隐患。
二、项目测试
1、测试点：熟料分厂窑头电气室，一段、二段进线母排
2、负载性质分析
产生谐波的主要设备为大功率变频器，是典型的非线性设备，其工作过程会导致系统母线产生大量谐波电流，大量谐波电流与系统阻抗相互作用又产生较高的谐波电压。
高谐波电流导致电压电流波形严重畸变，不但危害客户连续供电的可靠性和安全性，而且损耗大量功率，降低了电能质量和供电设备的使用效率。
三、现场数据及分析
1、现场谐波数据计算
计算公式如下：
其中：Ih为谐波电流值，THDr为谐波电流总畸变率（相对于总电流），I为负载总电流值。
经过计算可得谐波电流值如下：
2、无功数据计算
无功补偿容量计算公式如下：
经过计算可得当前无功补偿容量如下：
四、治理方案及调整后配置方案
⑴窑头一段方案配置
方案：
①控制电柜内的温度，保证电气元件在正常的温度下工作；
②建议更换为我司全数字晶闸管无功补偿模组；
③统一电抗为线性度1.8倍的7%串联电抗器，有效的限制谐波对电容器的影响；
④将窑头一段电容补偿柜彻底改造，拆除原有电容柜内所有元器件，更换为我司全数字晶闸管无功补偿模组，容量为400kVar,10个40kVar模组，另外配套SVG 200kVar动态无功补偿装置，改为SVG+全数字晶闸管无功补偿模组进行混合动态无功补偿。
增加一套总容量为500A的有源电力滤波柜，能有效的消除谐波源，对生产用电设备进行更完善的保护。
⑵窑头二段方案配置
方案:
①控制电柜内的温度，保证电气元件在正常的温度下工作；
②建议更换为我司全数字晶闸管无功补偿模组；
③统一电抗为线性度1.8倍的7%串联电抗器，有效的限制谐波对电容器的影响；
④将窑头二段电容补偿柜彻底改造，拆除原有电容柜内所有元器件，更换为我司全数字晶闸管无功补偿模组，容量为400kVar,10个40kVar模组，另外配套SVG 100kVar动态无功补偿装置，改为SVG+全数字晶闸管无功补偿模组进行混合动态无功补偿。
在原电容柜辅柜加装总容量为475A的有源电力电力滤波器，能有效的消除谐波源，对生产用电设备进行更完善的保护。
全数字晶闸管无功补偿模组优点：
(1)主要特点
① 快速响应：微秒级通断，适配电焊机、轧钢机等冲击性负载的无功波动
② 精确控制：数字技术精准测参数、调触发角，稳定功率因数
③ 无触点投切：无触点磨损/电弧，降涌流/过电压，提升可靠性
④ 智能化：实时监控器件状态（温/流），异常自动保护+上传故障，支持远程管理
⑤ 谐波抑制：选7%电抗率电抗器+算法，抑制5次及以上谐波，保护电容
⑥ 一体化集成：采用一体式结构，易安装维护，IP20防护，有效避免人员接触危险部件
⑦ 风冷结构：采用双风扇+循环风冷结构+电容、电抗、晶闸管过温保护，对主要发热部件-串联电抗器采取抽拉风设计，前后两风扇形成高效散热风道，使电容、电抗工作时平均温升降低5-10℃。
⑧ 电抗器两级过温保护措施，电抗器温度超50℃启动风扇排热，温度超过100℃断开投切开关，电容退出工作，待温度回落后自动回归正常工作状态。
⑨ 采用专用隔离熔断开关，方便接线；
(2)成本更可控
初始投资低：无需IGBT等高价全控电力电子器件，依赖电容、电抗+晶闸管组合，补偿场景下性价比远高于SVG；
(3)维护更简单
结构简单：核心元件仅为电容、晶闸管、电抗器；
维护成本低：仅需定期检查电容漏液/鼓肚；
(4)稳态损耗更小
自身运行损耗≤0.5%（主要是电容介质损耗、电抗铜耗），
(5)技术成熟度高
在中低压、大容量无功补偿场景已应用数十年，运行可靠性经过长期验证；
此次改造方案我司采用混合动态滤波补偿的解决方案，对于系统中稳定、变化一般的无功功率需求，由全数字晶闸管无功补偿模组进行高效、经济的补偿。对于系统中快速波动、瞬时变化的无功功率需求，由SVG进行毫秒级快速精准补偿。APF模块能够实时检测并主动滤除电网中的谐波电流，净化电能质量，保护敏感设备。
现场运行时，检测到系统无功，SVG毫秒级快速响应投入补偿，同时SVG控制器根据需求逐步投入全数字晶闸管无功补偿模组进行基础补偿，待功率因数达标，系统进入稳定补偿状态，SVG投入量相应减少输出，因SVG损耗较高，故使用中优先由全数字晶闸管无功补偿模组进行补偿系统无功，当电容器容量不足或响应速度跟不上快速变化时，SVG无缝切入补偿。我司完美融合SVG精准动态补偿与电容器大容量静态补偿的经济性优势。支持共补、分补、混补等多种补偿方式。SVG模块可通过内置RS485接口控制多达24个共补全数字晶闸管无功补偿模组，SVG采用科学的电容器循环投切策略，均衡使用，显著延长电容器使用寿命。补偿范围可达-1~1（从容性到感性全覆盖）。
