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        新聞資訊

        低壓電網諧波治理和無功補償裝置的合理選擇

        發布時間:2021-02-18    訪問:316

        在20世紀的30年代開始,人們就開始廣泛關注電力系統的諧波問題。電力已經是當今社會最主要的能源,近些年電子技術發展迅速,各種電子裝置被廣泛應用,為人們帶來方便的同時也產生了諧波污染的問題。諧波會使得電網的電流和電壓的波形異常,降低電能的質量,增加了電網的不穩定性。引發故障影響供用電設備的正常工作,損壞電力設備,影響電力企業的經濟效益,阻礙電力企業的長遠發展。更重要的是,電力電子裝置所產生的諧波污染已經威脅到電力電子技術的向前發展。打造一個“無諧波的綠色電力電子”環境,更好的促進電力電子的發展,已成為一個迫在眉睫的問題。

        1 諧波對低壓電網的影響

        ①諧波會引起電網諧振。在電力系統中,電感電容是普遍存在的,如果諧波與系統發生諧振現象的時候,由于系統內部有諧振點,會損壞系統。當有諧波電流或者諧波電壓出現的時候,電力系統的繼電保護會發生錯誤移動,對電力設備造成很大的破壞。諧波的出現還會使得測量回路的特性變壞,誤差的存在導致測量不準確,也可能使自動裝置不起作用,二次設備頻繁動作,造成繼電器彈性疲勞、接觸不良或觸點粘連。如果諧波的成分高與一般值,導致繼電保護進行錯誤移動,產生不當的操作,輕則使系統內部混亂,重則大范圍的斷電。

        ②諧波對供電部門的主變壓器的危害。非電爐變壓器是電力企業的主變壓器,這種變壓器的繞組損耗固定,當諧波電流經過時,會增加其繞組損耗,導致外殼及內部緊固件等局部溫度過高,絕緣體在這種情況下容易老化,產品的更換時間縮短,而且,變壓器在諧振條件下容易損壞。

        ③諧波對輸電線路的影響。諧波電流通過架空線路時,產生有功功率損耗、集膚效應,使諧波電阻增加,增大附加線路的電流損耗,效率下降使用電質量也隨之降低。再加上中性線在在一般的情況下,經過的電流不大,選擇的線都很細,一旦大量的三次諧波流過中性線時,導線就會在短時間內升溫,絕緣在高溫作用下受損,導致出現短路,嚴重者引發火災。

        ④諧波對電力電容器的影響。電容器對諧波的阻抗能力不大,含有諧波的電壓作用于電容器兩端時,諧波電流便疊加在電容器的基波上,在大量電流的作用下,電容器的溫度升高,當溫度達到一定的限度之后,電容器在過負荷的壓力下會發生爆炸。而且,諧波和電容器共同引發諧波諧振,影響電網的安全運行。

        2 諧波治理的技術措施

        諧波治理是為了使公用電網的電壓總諧波畸變率和某些主要諧波的含有率下降,使供電質量得到提高,保證各種用電設備、測量儀表、保護和控制裝置不受損壞,確保電網的安全穩定運行。能正常運行。主要有兩種治理措施:在用戶側進行諧波治理,或在電網側進行集中治理。

        ①用戶端進行諧波治理。此種方法是通過在用戶端植入有源濾波器或者無源濾波器實現的。無源濾波器使用的是無源網絡,由電感、電容、電阻等元件構成,從而吸收電器負載產生的諧波電流,這是治理諧波最常用的措施。無源濾波器有高通濾波器與調諧濾波器兩種,其中調諧濾波器又分為單調和雙調,用于吸收單一次數或相鄰的兩次諧波,高通濾波器主要吸收某一次及以上各次諧波。

        ②變電所側進行諧波治理。在變電所側進行諧波治理一般采用混合型電力濾波器?;旌闲碗娏V波器按照有源電力濾波器與無源濾波器混合使用。方式可以分為并聯混合型電力濾波器和串聯混合型電力濾波器兩大類。

        3 低壓無功補償裝工的合理選擇

        ①弄清負載的性質和諧波含量。對諧波有抑制作用的濾波器成套裝置和普通的低壓電容補償成套裝置都能夠達到要求,其關鍵是區分負載的性質以及產生的諧波含量的大小。諧波分量的數值多少通過諧波測試儀就可以獲得。如何區別電力負載的性質?下面的三個要點要把握好:負載變化的幅度的大小,變化的頻度高低。負載中諧波源的容量的大小。三相負載中協調一致程度的高低。在一些起重設備制造行業、造紙行業、大型商用建筑中,一般都有大量變頻器和大容量熒光燈,對抑制諧波有較高的要,需根據實際情況選擇適合的設備。

        ②搜集配電網及負載的技術參數。濾波器的設計必須有來自電網系統內部的準確信息和數據,首先要認真搜集配電網及負載的有關參數,通常包括:電網的額定電壓、運行電壓的大小和變化范圍?;l率f的無功負載情況;主要負載的性質、諧波次數及其分量值的大??;實際測試的電網電壓畸變率的高低;國家或行業內部標準對諧波電壓和諧波電流的限值等。

        ③預測諧波的含量。根據網絡系統收集到的技術參數和負載的性質情況,然后通過仿真模型的計算機對初步提出的補償方案進行仿真計算,提前預測是否可能發生諧波放大或諧波共振的現象,可以提前采取相應的防治措施。

        4 合理選擇無功能補償裝置

        到目前為止,在技術的刺激下,電力行業出現了多種多樣的諧波濾波器和具有抑制諧波功能的低壓無功補償裝置。

        5、7、1、13次諧波在低壓電網的諧波中比較常見。低壓諧波濾波器,單柜輸出容量濾波回路可以應用在這些諧波類型,濾波器主要有電容器串聯電抗器組成。

        低壓3次諧波濾波器,非線性的單相負載,在接入相與中性線之間會產生3次諧波電流,諧波電流會在中性線上并聯疊加,導致電流和電壓畸變。3次諧波電流還會形成50HZ的磁場,所以驅除電網上的3次諧波電流是非常必要的,其單柜輸出容量一般為15~50kVAR。

        固定式帶調諧濾波器組,其額定容量7.5~50kVAR,由電容器和電抗器組成,電容器能夠按照需求補償的無功容量選擇,電抗器電感值的選擇則主要是使LC回路中形成串聯諧振電路的諧振頻率比電網相間存在的最低次諧波頻率低,通常是5次,調諧頻率的設計系數通常為141Hz。

        自動投切帶調頻濾波電容器組,單柜額定容量15~75kVAR,由自動功率因數控制器進行控制,在400V、50Hz電網中使用時,其調諧頻率通常為140Hz或189Hz,如需要時也可設計為204Hz。

        當前,晶閘管投切電容器組,在無功能補償裝置中應用廣泛,接觸器投切的電容器組由于技術的落后,利用的比較少。

        有源濾波器,是一種采用先進技術的新型裝置,借錢比較昂貴,我國還沒有進行批量生產。它具有優良的動態特性,響應時間很短,不到lms,而且可以三相補償諧波電流,諧波次數可達50次。是一種電子式的過載保護,能夠與各類濾波器組合使用。

        5 結語

        為了防止諧波危害在低壓電網中的發生,電力部門應該認真分析引發諧波產生的因素,在實際的治理操作中可采用無源濾波器、有源濾波器,減少回路阻抗,切斷諧波傳輸等多種方法,或者采用無諧波污染的綠色變頻器,使產生的諧波含量降低,把它控制在最小范圍內,創造無污染的綠色電網環境,在無功補償裝置的選擇中,要根據實際的電網情況,合理選擇。提高供電的安全、可靠、穩定,降低電力系統內部的消耗,能源的利用率提高,增加了電力企業的經濟效益,確保電網的長期穩定運行。

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