低压谐波治理方案
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目前谐波治理的基本方法有以下三种,在治理过程中又可以采用变电所集中治理和非线性用电设备处分散治理两种方法。
按谁污染谁治理的原则,应该在非线性用电设备处分散治理。
但对于电脑,彩电,节能灯等民用设备,则只能进行集中治理。
1、减少非线性用电设备与电源间的电气距离。
也就是减少系统阻抗,换句话说就是提高供电电压等级。
例如,在丽水电业局的遂昌钢厂就取得了不错效果,该钢厂原是用35kV供电,由两个110kV变电所各架设一回35kV专线供电,而它的主要用电设备是电弧炉,虽然进行了五次、七次谐波治理,但在110kV的35kV母线上测得谐波分量仍接近或稍超国家标准。
但在丽水局在遂昌新建了一个220kV变电所而且离该钢厂仅4km左右,用5回35kV专线供电,使35kV母线的谐波分量控制在国家标准以内,此外该厂还使用了较大容量的同步发电机,使这些非线性负荷的电气距离大大下降,使该厂生产的谐波对电网的危害性下降,这种方法投资是最大的,往往需要和电网发展规划相协调。
2、谐波的隔离。
非线性用电设备产生的谐波,它不仅直接影响到本级电网,而且经过变压器后,还会影响到上几级电网。
如何把这些非线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网,这也是谐波治理的一个基本方法。
这一方法在电网中广泛采用,发电机发出的电能经过Y/△、Y0/△、Y0/Y等接线组别的变压器,把发电机产生的三次、九次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来,因此在110kV以上高压电网上,三、九次谐波分量很小,几乎是零。
而10kV由于大多数配变为Y/Y0接线,35kV也有少量Y/Y0接线的直配变,因此在10kV和35kV系统中三、九次谐波分量会比高压电网大。
为了减少低压对10kV电网的影响,我局现在10kV配电系统中推广使用了D,yn11接线组别的配电变压器,有效的减少了三、九次谐波的影响。
3、安装滤波器。
目前对变电所侧和用户侧谐波治理的方法,多采用安装滤波器来减少谐波分量。
低压变频器谐波产生机理和治理方法低压变频器是一种将交流电转换为可变频率、可变幅度交流电的电力电子设备,广泛应用于工矿生产、建筑、交通、机械等领域。
然而,低压变频器的使用会产生谐波问题,给用电设备和电网带来不利影响。
本文将主要介绍低压变频器谐波产生机理和治理方法。
1.非线性负载:低压变频器工作时会导致负载电流的非线性变化,使输入电流产生谐波波形,从而产生谐波。
2.绕组不平衡:低压变频器内部绕组的不平衡会导致谐波,这是由于线圈的不平衡将使线圈中存在电容和自感成分,从而产生谐波。
3.整流装置:低压变频器内部的整流装置会导致电流的非线性变化,从而产生谐波。
1.使用谐波滤波器:谐波滤波器是对低压变频器所产生的谐波进行衰减的设备。
谐波滤波器一般可分为被动谐波滤波器和主动谐波滤波器两种。
被动谐波滤波器是通过在谐波频率上接入谐波电路来达到谐波衰减的目的;主动谐波滤波器则是通过控制器来生成具有与谐波相反相位的电压来对谐波进行抵消。
2.接地处理:对变频器的各个全流程进行接地处理是有效减小谐波问题的方法。
可以采用不同的接地方式,如单点接地、多点接地等。
3.优化调试:低压变频器在设计和调试时,可以通过优化参数等手段来减小谐波问题。
例如优化电源分配、进行适当的线路匹配等。
4.加装隔离变压器:隔离变压器可以有效隔离谐波,减小谐波的影响。
一般来说,低压变频器的输出端加装隔离变压器是有效控制谐波的方法之一综上所述,低压变频器谐波的产生机理主要包括非线性负载、绕组不平衡和整流装置等方面,而治理谐波问题则可以采取谐波滤波器、接地处理、优化调试和加装隔离变压器等方法。
这些方法的使用可以有效地减小低压变频器谐波问题的影响,保障用电设备和电网的正常运行。
电力谐波治理的几种方法目前常用的电力谐波治理的方法无外乎有三种,无源滤波、有源滤波、无功补偿。
下面就谈谈这二种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。
6.1、无源谐波滤除装置无源滤波器的主要是用电抗器与电容器构成,无源滤波装置的成本较低,经济,简便,因此获得广泛应用。
无源滤波器可以分为并联滤波器与串联滤波器。
6.1.1、无源并联滤波器现有的谐波滤除装置大都使用无源并联滤波器,对每一种频率的谐波需要使用一组滤波器,通常需要使用多组滤波器用以滤除不同频率的谐波。
多组滤波器的使用造成结构复杂,成本增高,并且由于通常的系统中含有无限多种频率的谐波成分,因此无法将谐波全部滤除。
不仅如此,由于并联滤波器对谐波的阻抗很低,通常会使谐波源产生更大的谐波电流,谐振在不同频率的滤波器还会互相干扰,例如7次谐波滤波器就可能会放大5次谐波。
因此,如果有人将并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比,就会发现:虽然滤波器安装以后影响系统的谐波电流减小,但是各滤波器中以及进入系统的谐波电流之和远远超过未安装滤波器之前,谐波源产生的谐波电流也超过未安装滤波器之前。
从广义的角度来讲,频率不等于工频频率的成分统统都是谐波。
因此,工频是单一频率,而谐波有无限多种频率,可见谐波具有无限的复杂性,使用并联滤波器的方法显然无法对付无限频率成分的谐波。
6.1.2、无源串联滤波器由电感与电容串联构成的LC串联滤波器,具有一个阻抗很低的串联谐振点,如果我们构造一个串联谐振点为工频频率的串联滤波器,并将其串联在线路中,就可以滤掉所有的谐波。
这就是本文介绍的串联滤波器,串联滤波器由电感和电容串联而成,并且串联连接在电源与负荷之间,因此串联滤波器的“串联”二字具有双重意思:一个意思表示电感与电容串联,另一个意思表示串联在电路中使用。
在三相电路中均接入串联滤波器,由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小,而对谐波电流的阻抗很大,于是只用一组滤波器就可以滤除所有频率的谐波。
工厂低压配电系统谐波污染问题分析及治理对策摘要:随着生产技术和规模的提高,工厂内的非线性负荷不断上升,一定程度上使得工厂谐波污染问题日益严重,这给谐波治理带来了新的挑战。
笔者阐述了工厂谐波污染的影响和现状基础上,并介绍了几种治理谐波污染的对策和建议,可供参考交流。
关键词:低压配电;谐波污染;现状;影响;治理1 引言近年来,随着经济的快速发展,工厂现代化建设明显加快,其生产技术和规模不断提高,工厂内的非线性设备得到日益广泛的应用,同时也对配电系统产生冲击,产生谐波污染。
谐波污染对配电系统安全、稳定运行构成潜在的威胁,谐波干扰导致电气设备异常和事故有逐年增长的趋势,谐波已成为一大公害,严重威胁着配电系统和用电设备的正常运行。
因而了解谐波产生的原因及危害,研究谐波的治理措施,对改善供电质量和确保配电系统安全运行有着重要的意义。
2 工厂低压配电系统谐波的现状在工厂中强电、弱电多个系统并存,高压(35kv、6kv)、低压(380v、220v、24v)多种电压等级并存,交流、直流多种供电制并存,所以有效抑制谐波电流创造更好的电磁兼容环境,是保证生产流程正常运转的首要任务。
工厂内存在大量的非线性电气设备,归纳起来有以下几种。
2.1 变配电室直流屏在工厂内有变配电室自用电的直流屏、6kv变电所操作系统的直流屏。
此类设备含有高频开关整流(三相桥)模块、充电器等,所以会产生谐波电流,主要产生5次及7次谐波电流。
2.2 风机、水泵用变频器和软起动器功率较大的风机和水泵电机均配置了变频器或软起动器,以达到改善起动条件及运行节能的要求。
变频器及软起动器主要采用三相桥式整流(6脉冲),主要产生5次或7次谐波电流。
2.3 弱电系统电源工厂内弱电系统很多,有设备控制系统(plc控制)、厂区通信系统、厂区监控系统等。
其中许多电子设备均使用开关模式电源,从而使各弱电系统内产生大量的3次及高次谐波。
2.4 气体放电灯(高压钠灯、荧光灯等)及镇流器为满足照明节能及照度要求,厂内各类办公室多采用荧光灯,厂房构筑物大都采用高压钠灯,厂区道路照明大都采用节能灯或高压钠灯。
低压谐波治理方案引言低压谐波是指电力系统中频率为50Hz的基波之外的频率成分。
低压谐波的存在会给电力系统带来一系列问题,如电能表计量误差、设备损坏、电能质量下降等。
因此,为了保证电力系统的正常运行,需要采取一定的措施来治理低压谐波。
本文将介绍一种低压谐波治理方案,旨在帮助读者了解低压谐波的治理原理及实施方法。
低压谐波的原因低压谐波的产生主要有以下几个原因:1.非线性负载:非线性负载设备,如电子设备、变频器等会引入谐波电流,进而产生低压谐波。
2.谐振:电力系统中存在谐振回路,当谐振频率与低压电网的频率相差较小时,会引起谐振电流,进而产生低压谐波。
3.电网供电问题:电网供电不稳定、电压波动或谐波电流畸变时,会引入低压谐波。
低压谐波的影响低压谐波对电力系统造成的影响主要体现在以下几个方面:1.电能表计量误差:低压谐波会导致电能表计量误差增大,从而影响用户电能计量的准确性。
2.设备损坏:低压谐波会导致设备电压、电流畸变增大,使设备的热损耗增加,加剧设备的老化速度,甚至引发设备故障。
3.电能质量下降:低压谐波会导致电网电压畸变、电网电流畸变增大,从而影响电能质量,引起其他设备故障,降低电力系统的可靠性。
低压谐波治理方案为了治理低压谐波,可以采取以下方案:1. 滤波器滤波器是最常用的低压谐波治理设备之一,可以有效地滤除谐波电流。
滤波器根据需要选择合适的谐波阶次和容量,安装在低压谐波严重的用电设备前或电源入口处。
滤波器可以是主动式滤波器、被动式滤波器或混合式滤波器。
2. 变压器设计优化变压器是低压谐波的主要损害对象之一。
通过合理设计和选择变压器,可以减少低压谐波对变压器的损害。
在变压器设计中,考虑降低磁流密度、增加谐波电流容量和合理选择材料等因素,可以有效减少低压谐波的影响。
3. 电网电压及电流监测通过对电网电压及电流进行监测,可以及时发现低压谐波问题,并采取相应的措施进行治理。
监测可以采用电力监测仪等设备,实时监测电网的电压、电流波形及谐波含量,并进行数据分析,为低压谐波治理提供依据。
谐波治理方法(精选合集)第一篇:谐波治理方法谐波治理方法1、谐波治理原则。
通过分析,对通信、信号设备造成干扰的谐波主要来自牵引负荷,而铁路10kv电力供电设计多采用27.5/10kv供电方式,选择谐波干扰小的电源作为主供电源会降低安全风险。
但当地方电力系统检修时,或地方电源因居民用电导致谐波上升时,仍会干扰信号、通信供电电源的质量,所以改变设计方法,并不能解决此问题。
从供电的电源集中整治,然后供给相应的负荷,也不经济,固需要解决的容量太大,且即便是集中解决,从供电的角度讲,电源也并非单独供给通信、信号,目前的生产、生活设备大量采用了变频设备,如地热井水泵恒转矩变频供电装置,变频空调,电磁炉,炊事机械等等,也会产生大量的谐波,进而干扰通信、信号电源的质量,所以,大的方案就是通信信号根据设备的重要程度和对谐波要求的高低,来选择小容量的谐波治理设备,才能达到既经济又安全的效果。
各车站的通信、信号设备,其总功率一般不超过40kvA,治理相对容易。
2、谐波治理方法。
采用交—直—交系统进行隔离,此方法在国外早有使用,我也曾在朔黄线三汲、段庄两个分区所进行试验。
采用进口交—直—交,通过改变蓄电池的容量,还可满足因利用下雨导致10kv电源线供电中断而引起的行车干扰。
如2013年8月4日,朔黄线肃北至太师庄间大面积树木倒伏,导致贯通、自闭全部中断,影响行车近2小时,如果采用交—直—交逆变电源,在电池容量允许的情况下,就不会影响通信、信号的供电,不仅解决了谐波问题,还解决了供电中断对行车的影响,是一个一举双得的好事。
3、谐波治理措施。
3.1采用无源滤波器滤波。
日常采用的滤波治理方法,其中一种方法就是采用无源滤波装置,即所谓LC滤波器,主要由滤波电容器、电抗器和电阻器组成。
其与谐波源关联,除了起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要。
这种滤波器最早出现,具有结构简单,投资少的特点,运行可靠性高,所以运行费用较低,应用较为广泛。
简述低压系统谐波治理方案及其解决方法随着工业自动化技术的不断提高,变频器的使用范围在逐步加大,随之变频器高次谐波带来的电磁干扰和污染问题也随之而来,尤其是在高精度仪表和微电子控制系统等应用中,谐波干扰问题尤为突出。
怎样处理好用电系统的谐波污染,特别是在对谐波污染要求高的场所尤为重要。
1谐波对用电系统的危害谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其他非线性负荷,导致电流波形畸变造成的。
随着经济发展,大量非线性负荷增加,特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步,在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备等与日俱增,使得电力系统波形严重畸变。
电力谐波的主要危害有:影响供电系统的稳定运行,供配电系统中的电力线路与电力变压器,一般采用电磁继电器或新式微机保护进行检测保护,在系统中这些属于敏感元件,继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作,微机保护由于采用了整流采样电路,也极易受到谐波的影响导致误动或拒动,这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。
使电气设备过热、产生振动和噪声,使绝缘老化,寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。
谐波还会引起电力系统局部发生并联谐振或串联谐振,使谐波含量被放大,致使电容器等设备烧毁。
在三相四线制系统中,零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波电流造成零线过热,甚至引发火灾。
谐波会导致电气测量仪表计量不准确,通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。
电力线路上流过的3、5、7、11、13等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合,在邻近电力线的通信线路中产生低频干扰电压,干扰通信系统的工作,影响通信线路通话的清晰度。
另外高压直流(HVDC)换流站换相过程中产生的电磁噪声(3~10kHz)会干扰电力载波通信的正常工作,并使利用载波工作的闭锁和继电保护装置动作失误,影响电网运行的安全。
随着高科技产业的发展,电力用户对供电的质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命都与之息息相关。
低压配电系统谐波抑制及治理设计方法国网宁波慈溪供电公司、浙江东禾工程设计有限公司的研究人员茅靖、方健美,在2017年第11期《电气技术》杂志上撰文指出,随着电力系统的迅速发展,电能质量问题越来越引起广泛关注。
由于各种非线性负荷应用普及,产生的谐波对电网的污染日益加重,因此谐波治理已成为国内外广泛关注的课题。
本文主要阐述了谐波污染及其危害,谐波治理及其抑制的方法,并对产生谐波源的电气设备做了具体的分析。
1 前言一个理想的电力系统应该具备一个恒定的频率和恒定的正弦波形,并按照特定的电压标准向电网及电力用户提供相对比较理想的电源。
电能质量一般由电源的频率、电源的幅值和电源的波形畸变来体现。
发电厂调节并控制电力系统的振幅和频率,非线性负荷引起波形畸变。
对于电阻,电阻加热丝,磁感应,白炽灯等这些传统线性负荷,其电流波形为正常的正弦波。
而对于家用视听设备,电视机,电气设备,焊接设备,复印机,逆变器、中频电炉、超声波装置、计算机,通信设备,变频器,冷轧钢机、充电电气设备,变频空调,电动机、荧光灯,不间断电源等这些非线性负荷,其电流波形为非正常的正弦波。
由于电网及电力用户中存在着这些非线性负荷,导致了大量谐波的产生,而大量谐波的产生不仅危害着电能质量、而且危害着电力用户。
谐波的存在使得电网电压降低,线路损耗增加,造成电网容量的浪费;谐波的存在使得设备的稳定性降低,导致各类自动及保护装置误动作;谐波的存在使得电动机效率降低,增大了电动机的工作噪声;谐波的存在使得电力变压器的铁损及铜损增加,影响着电力变压器的使用效率,缩短了电力变压器的使用寿命;因此谐波的治理刻不容缓。
2 谐波的表示方法(略)3 产生谐波的电气设备产生谐波的电气设备、电子设备在当今社会应用相当广泛,例如:中频电炉,超声波装置,家用视听设备,电力电容器,电视机,电气设备,焊接设备,复印机,逆变器、计算机,通信设备,变频器,充电电气设备,变频空调,电动机、荧光灯,不间断电源等电气设备。
数据中心6脉冲UPS谐波治理方案分析发布时间:2021-07-02T14:25:02.770Z 来源:《城市建设》2021年7月作者:王开春[导读] 本文介绍了某金融系统数据中心6脉冲UPS谐波治理的方案设计,为其他数据中心建设提供借鉴和参考四川成都中联宏信勘察设计有限公司王开春 610095摘要:本文介绍了某金融系统数据中心6脉冲UPS谐波治理的方案设计,为其他数据中心建设提供借鉴和参考关键词:谐波治理、6脉冲整流UPS、数据中心 1概述低压供电网络中,常见谐波源主要有换流设备、电弧炉、铁芯设备、照明设备等非线性电气设备。
数据中心中,最常见的谐波源为不间断电源(UPS)系统,其中,谐波含量最大的为6脉冲整流UPS。
谐波电流对供配电系统安全运行的影响很大,数据中心大量使用UPS或通信电源,在此环境下,主要危害可能有:与电力网的分布电容组合,在一定频率下,可能存在并联或串联的谐振条件,造成危险的过电压或过电流,往往引起电容器熔丝熔断或造成损坏;谐波电流使变压器铜损增加;输电线路感抗随频率升高增加,谐波产生损耗加大;谐波含量较多将使断路器的遮断能力降低,使之不能正常工作等。
本文主要针对三相6脉冲整流UPS负荷,分析其谐波影响以及提出解决方案。
2.三相6脉冲全波整流负载谐波分析由基本电路我们知道,当整流电路滤波电抗足够大,不计换相重叠角且控制角为零时(非相控),特征谐波次数hc按下式计算 Hc=kp±1式中,k为整数1,2,3,4,……;P为整流电路的脉动数:单相半波为1,单相全波或桥式为2,三相零式为3,三相全波为6,六相全波为12。
据此,对6脉冲全波整流UPS负载而言,它向电网反馈的各次谐波中,主要为特征谐波次数为5,7次谐波。
并不含3次谐波及3次谐波奇数倍的电流谐波分量,其中,5次谐波是它最大的电流谐波分量,其次为7次谐波分量。
其它的各高次kp±1谐波,随k增加而显著下降。
下表为6脉冲整流器负荷电流的谐波次数、谐波电流及含量理论最大值和工程实测值。
谐波治理方案7篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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目录第一章项目概述 (4)1.1前言 (4)1.2谐波的基本定义及基础知识 (4)1.3项目业主有关情况 (8)1.4中频负载产生的谐波对电网及设备的影响...................... 错误!未定义书签。
第二章方案设计 .. (9)2.1 设计依据 (9)2.1.1 业主提供的现场技术数据.............................. 错误!未定义书签。
2.1.2谐波含量现场测试/估算数据........................... 错误!未定义书签。
2.2 设计要达到的技术要求...................................... 错误!未定义书签。
2.3 设计遵循的主要标准........................................ 错误!未定义书签。
2.4 方案设计、仿真分析及设备选型.............................. 错误!未定义书签。
2.4.1滤波方案设计、仿真分析及设备选型(单个绕组侧)...... 错误!未定义书签。
第三章系统功能及关键元器件性能................................ 错误!未定义书签。
3.1 系统功能 ................................................. 错误!未定义书签。
3.2 关键元器件性能............................................ 错误!未定义书签。
第四章滤波效果分析............................................ 错误!未定义书签。
4.1 滤波效果分析.............................................. 错误!未定义书签。
4.2 节电效果分析.............................................. 错误!未定义书签。
第五章施工及验收基本要求...................................... 错误!未定义书签。
5.1 施工要求 ................................................. 错误!未定义书签。
5.2 验收要求 ................................................. 错误!未定义书签。
第六章设计、生产和售后服务 (10)6.1 运行的质量体系: (10)6.2 项目管理及分工 (11)6.3质量保证和进度计划管理 (11)6.4现场服务 (12)6.5售后服务 (12)第七章系统造价 ............................................... 错误!未定义书签。
7.1 型号规格、柜体尺寸、分项价格.............................. 错误!未定义书签。
7.2 系统总造价 ................................................... 错误!未定义书签。
第八章设计结论 .. (14)附录:(资质文件节选,详见本公司资质文件手册).................... 错误!未定义书签。
附录一:公司简介.............................................. 错误!未定义书签。
附录二:低压谐波滤除装置获奖证书.............................. 错误!未定义书签。
附录三:低压谐波滤除装置型式试验报告.......................... 错误!未定义书签。
附录四:低压谐波滤除兼无功补偿装置图片........................ 错误!未定义书签。
附录五:典型工程业绩(节选).................................. 错误!未定义书签。
注:近3年低压谐波治理及无功补偿工程业绩1000余套。
............... 错误!未定义书签。
高压无功补偿及谐波治理典型业绩表国............... 错误!未定义书签。
第一章项目概述1.1前言低压谐波滤除装置是专用于低压电网3次、5次、7次、11次、13次及以上的谐波无源滤波装置。
适用于中频冶炼、变频、轧钢、整流设备等的环境。
该装置采用了电感和电容器组成串联谐振吸收回路,有效的将负载产生的谐波加以吸收,从而避免将谐波电流返送到电力变压器,大大降低电网的谐波量,同时有利于用户电力变压器的运行,降低功耗,提高设备和其它电器组件的可靠性。
此外该设备还提供一定容量的无功功率补偿,提高用户负载的运行效率。
1.2谐波的基本定义及基础知识1.2.1领域关键词语的基本概念★谐波:(harmonic)对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解,得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。
我国供电系统频率为50Hz,所以5次谐波的频率为250 Hz。
7次谐波的频率为350 Hz。
11次谐波的频率为550 Hz,13次谐波的频率为650 Hz。
★公共连接点:(PCC)用户接入电网的连接处。
★总谐波畸变率:(THD)周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。
电压总谐波畸变率以THDU表示,电流总谐波畸变率以THDI表示。
★谐波源(harmonic source):向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。
★感性无功:电动机,变压器在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期吸收的功率和释放的功率相等,这种功率叫感性无功功率。
★容性无功电容器在交流电网中接通时在一个周期,上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等,不消耗能量,这种充放电功率叫容性无功功率。
★功率因数:有功功率与视在功率的比值称为功率数。
★功率因数调整电费:实行两部分电价制度的用电企业,供电部门根据用户平均功率因数而加收或减免的电费,称为功率因数调整电费1.2.2谐波的产生和危害●谐波的产生谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷,导致电流波形畸变造成的。
我们对这些畸的变交流量进行傅立叶级数分解,即可得到50Hz的基波分量和频率为基波分量整数倍的谐波分量。
●谐波的危害★影响供电系统的稳定运行:供配电系统中的电力线路与电力变压器,一般采用电磁继电器,感应式继电器或新式微机保护进行检测保护,在系统中这些属于敏感元件,继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作,微机保护由于采用了整流采样电路,也及易受到谐波的影响导致误动或拒动,这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。
★影响电网的质量:★影响供电系统的无功补偿设备:供电系统变电站均有无功补偿设备,当谐波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷,使电容异常发热:另外谐波的存在还会加快电容器绝缘介质的老化,缩短电容的使用寿命。
★影响电力变压器的使用:谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加,直接影响变压器的使用效率;还会造成变压器噪声增加,缩短变压器的使用寿命。
★影响用电设备:谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降,噪声增大;使低压开关设备产生误动作;对工业企业自动化的正常通讯造成干扰,影响电力电子计量设备的准确性。
1.2.3治理谐波及补偿无功功率的重要性采用专门的滤波装置能够有效的滤除高次谐波,同时向电网提供容性无功功率,其重要性主要表现在以下方面:★滤除高次谐波能够定化用电环境,降低视在功率,减少谐波电流在用电设备和输配电设备中的发热,直接节省有功功率;消除由于谐波产生的震动,延长电器的使用寿命;有效的消除对敏感元件的影响。
★由于滤波回路是由电抗器和电容器串联形成的,所以在滤波的过程中能向电网注入容性无功,提高了功率因数,这样就能避免供电部门高额的功率因数调整电费,由于无功电流的抵消,也相当于提高了配电设备的容量,减少了线损。
无功功率补偿还能提升末端的电网电压,对优化用电环境有很重要的意义。
在设计滤波器时,首先应满足各种负载水平下对谐波限制的技术要求,然后在次前提下,使滤波器在经济上最为合理。
除以上经济分析外,设计滤波器还应注意以下两点:1)单调滤波器的谐振频率会因电容,电感参数的偏差或变化而改变,电网频率会有一定的波动,这将导致滤波器失谐。
设计时应保证在正常是谐的情况下滤波装置仍能满足各项要求。
2)电网阻抗变化对滤波装置尤其是其中的单调谐滤波器的滤波效果有较大影响,而更为严重的是,电网阻抗与滤波装置有发生并联谐振的可能,设计时应充分予以考虑。
1.3谐波的治理方法谐波治理的方法无外乎有三种,无源滤波、有源滤波、无功补偿。
①无源滤波无源滤波器由LC等被动元件组成,将其设计为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。
无源滤波装置的经济结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点。
但无源滤波装置只能滤除某频率围的谐波且谐振点偏移使效果降低,无源滤波器补偿效果随着负载的变化而变化。
②有源滤波有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备,检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流,补偿后的源电流几乎为纯正弦波,其行为模式为主动式电流源输出。
有源滤波装置能做到适时补偿,且不增加电网的容性元件,滤波效果好,在其额定的无功功率围,滤波效果是百分之百的。
但有源滤波装置由于受到电力电子元件耐压,额定电流的发展限制,成本极高,其制作也较之无源滤波装置复杂得多,成本也就高得多了。
③无功补偿电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。
无功补偿可以提高供用电系统及负载的功率因数,降低设备容量,减少功率损耗。
稳定受电端及电网的电压,提高供电质量。
在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性,提高输电能力。
1.4项目业主有关情况根据用户提供的供电系统资料可知,4#配电系统中频生产线上现有供电变压器2台,1#变压器容量为2000KVA,2#变压器容量为2500KVA,各一台低压母线并联运行,电压变比为10/0.4,带多台中丝收房、切割钢丝、粗拉大拉机等设备。
由于采用变频控制及电机直起控制,在工作时不同程度地产生了一定的谐波发生量,根据现场实测的谐波测试数据分析可知,在用户配电系统中,5次谐波电流含量可达到20%以上,7次谐波电流也可达12%以上,谐波电流及谐波电压畸变率将会远远超出国标《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549-93的国家标准限值。