工具:雷竞技appFluke 41B电能质量/谐波分析仪
测量:电压，THD，电流TDD, KVA
团队:科罗拉多滑雪场，右舷电气承包商，Var+技术，PQ专家，丹佛水务局
注意:福禄克4雷竞技app1B电能质量谐波分析仪不再可用。在它的地方，福禄克推荐434雷竞技app电能质量分析仪。
场景
科罗拉多州西尔弗索恩(Silverthorn)附近的一个滑雪胜地依靠其造雪能力来增加自然降雪量，尤其是在干旱年份。加压水和压缩空气被强制通过特殊的喷嘴，使水在冰点温度下雾化，形成雪。
背景
空气唾手可得;然而，水的可用性取决于降雨量。为了解决这个问题，度假村与科罗拉多保护委员会和丹佛水务局合作，从附近的斯内克河调水。为了确保河流保持最低流量水平，度假村将从下面的罗伯茨隧道抽水，通过900英尺深的蒙特祖玛竖井，注入上面的斯内克河。
1996年，度假村在隧道中安装了一个泵系统，由一个350马力的可控硅整流器VFD(变频驱动器)组成，工作在480伏交流电压下。由于泵和电机在轴下900英尺处，从VFD的480伏功率在地面转换为4160伏，并沿轴向下连接到电机。轴式泵在满负荷运行时可以向河流输送7.8立方英尺(约3500立方加仑/分)。这使得雪场可以腾出9.4立方英尺(约4200立方英尺/分)的雪来造雪。
泵送系统的电源是一个1000kva的变压器，由25,000伏的3相2架空电线供电，从度假村5英里处经过泵送系统到蒙特祖玛社区。这个泵系统在只有350马力泵的情况下工作了好几年。
进化
随着度假村造雪系统的扩大，对水的需求也在增加。该项目在2002年安装了额外的750马力VFD，并安装了一条新的12英寸管道，从隧道一直延伸到斯内克河。然而，由于电源线和1000kva变压器无法支持1100马力的VFD负载，系统从未满负荷运行。
如果两个驱动器都是满负荷运行，由于它们的欠压保护，它们将脱机。当该系统上线时，当地居民抱怨灯光闪烁，变压器和vfd噪音很大。与此同时，新的管理层获得了度假村的所有权。
问题
在2002-2003年的滑雪季节，新的管理层对造雪的覆盖率感到失望。新的电梯经理与当地的工程和电气承包商一起工作，(再次)发现问题不是缺乏水，而是缺乏抽水的动力。他们联系了Var+Technologies，看看谐波电力滤波器是否可以解决泵站电力不足的问题。Var+已经提供了6个滤波器，解决了山上的几个电力问题(与电池充电器故障有关的谐波问题，夜间照明变压器，驱动现场供应，以及椅子升降速度不稳定)。
调查
该小组于2003雷竞技app年2月使用Fluke 41B电能质量分析仪测量了抽水站的功率。由于电源线和变压器容量的限制，该团队只能在大约50%的负载下运行750马力的泵。然后，该团队计算了马力和功率(表1)，并将其与实际测量结果(表2)进行了比较。
发现
350匹马力的泵的运行负荷是预期负荷的120%。如果假设750马力的泵也以120%的速度运行，那么两个泵所需的KVA将是1065,5次谐波电流为313安培。五次谐波是基频的整数倍。
谐波=整数x基频
第五次谐波= 5 × 60次/秒= 300 cps = 300 Hz
这些数字加上10.24%的THD(总谐波失真)电压失真和30.78%的TDD(总需求失真)电流失真，难怪电源线和变压器不能处理负载。电气和电子工程师协会(IEEE) 519-1992《电力系统谐波控制推荐实践和要求》列出了5% THD和8% TDD作为最大指导原则。
解决方案
研究小组认为Var+谐波滤波器——600伏特时900 kVAR(480伏特时594 kVAR)分9个步骤——应该能够管理无功功率(kVAR)和第五次谐波电流，并提高系统效率，使泵以最大容量运行。(见侧栏无功功率。)滤波器还应通过电抗器(电感器)/电容器网络过滤掉300hz电流，将电压和电流畸变降低到IEEE准则。
该度假村购买并安装了谐波滤波器，并于2003年10月启用。现场有几名泵制造服务人员，他们对使用电力过滤器运行的泵驱动器和1000kva变压器的容量表示怀疑。电力公司还有几名技术人员在那里测量变压器的负载、功率因数和失真。包括度假村造雪人员和管理人员在内，大约有15人在期待一场“烟火秀”。
一名造雪技术人员启动了350马力的泵，慢慢地增加了容量。谐波滤波器在几个66 KVAR的步骤中敲击，以保持功率因数统一。当350 hp泵满载时，启动750 hp泵，缓慢提高速度和容量。当两个泵都处于最大容量时，谐波过滤器的9个步骤中有7个通电，系统的泵速约为4500加仑/分钟。
造雪工人走到抽水系统的排水管旁，惊讶地发现排入斯内克河的水量之大。该团队尝试了不同的泵设置组合和启动/停止顺序，以检查驱动器和谐波滤波器的运行情况。半小时后，人群散去，因为除了河水倾泻而下，什么也看不到。
为了验证谐波滤波器的工作，研究小组在2003年12月用Fluke 41B进行了最后一组测量。雷竞技app这些测量是在驱动器和谐波滤波器的公共连接点(PCC)进行的。
KVA从计算值1065降低到964，电压从474增加到492，五次谐波(300 HZ)电流从计算值313降低到59安培。谐波滤波器注入了424kvar的无功功率。
在过去的三个造雪季节，抽水系统一直在正常运行。
经验教训:
- 拥有适当的测试设备来测量电压、电流谐波和功率因数对于识别问题和指定解决方案至关重要。
- 应将无功功率(VARS)添加到“电力系统”中，以实现统一的功率因数。
- 不要相信你所听到的关于没有适当文档的项目的一切。
例子:- 1100马力的电机负载不能在1000kva的变压器上运行。
- 两个大型电机驱动器不能连接在一个大型变压器上。
- 电子驱动器不能在谐波电源滤波器下运行。