从补偿电容无法投入说起――电力系统谐波影响及消除简单探讨

摘要：从抵偿电容没法投进，谈谐波风险，分析谐波来历，提出治理谐波的初步建议随着个私经济非凡是特钢和化学工业在我市的成长，我公司的供电量也不竭的增加，为了使功率身分到达尺度，必需投进抵偿电容，可是这几个乡镇的变电所的抵偿电容器却没法投上，强行投进后，电容器熔丝也会很快熔断。但凭据其他变电所运行经验，在此功率因数下，无功电流不应年夜于熔丝熔断电流。这是为什么呢？经过对该地域的供电现状分析，这是由于谐波引发的。所谓谐波，即理想的电力系统向用户提供的应当是一个恒定工频的正弦波形电压，可是由于各类缘由，使这类理想状态在现实中没法存在。是以经由过程对周期性电压或电流的傅立叶分化，所获得的频率为基波整数倍份量的含有量，称为谐波。谐波对于电网的风险很是年夜，主要浮现在以下方面：1.由于电网主要是按基波设计的。由于LC元件的存在，虽然在基波时不会发生谐振，但在某个特定谐波时却可能引发谐振，可能将谐波电流放年夜几倍甚至数十倍，电网谐振引发装备过电压，发生谐波过流，对装备造成风险。非凡是对电容器和与之串联的电抗器。其中，非凡要注重的是，由于电容器是容性负载，能与电网上感性装备（其它装备主要是感性装备）配合，组成共振条件，又由于其年夜小与谐波频率成反比，是以，电容更轻易吸收谐波共振电流，引发电容过载，造成电容损坏，或熔丝熔断。2.使电网中的电气装备发生额外的消耗（谐波功率），下降了装备的效率，同时谐波会影响装备的正常工作，例如变压器局部严重过热，电容器、电缆等装备过热，机电发生气械振动等故障，尽缘部门老化、变质，严重时辰甚至装备损坏。3.致使继电庇护和自动装配误动或拒动，造成没必要要的损失，谐波会使电气丈量仪表丈量不准确，造成计量误差。另外，谐波还会发生对装备四周的通讯系统发生干扰等其他风险。既然谐波风险如斯之年夜，那末谐波是若何发生的？又若何能减小它的影响和风险呢？谐波来历1、中频炉、电弧炉等装备是该地域谐波的主要来历对该地域负荷进行分析，发现主要的缘由是该地域特钢工业蓬勃，中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已很是普及。电弧炉是哄骗电极物料间发生的电弧熔炼金属，是以，它的电流波形很不划定规矩，含有多种谐波（2次到7次）和间谐波，这是谐波的一个重要来历。而中频炉是工频电流整流后再变为中频，再哄骗电磁感应来熔炼金属，是以发生年夜量的高次谐波，其中以5次、7次、11次等奇次谐波为主。这正是该地域谐波的主要来历。2、用户变压器群是该地域谐波的重要来历一般情况下，三相变压器由于铁芯为“日”外形，中相比边相要短一半，是以，三个磁路的不合错误称引发变压器励磁电流中含有谐波份量。所以当对空载三相变压器加电压激励时，即使受电侧没有零序电畅通流畅路（中性点不接地或三角形接线），励磁电流中也会有谐波份量。虽然在现实运行时，这个谐波份量很小，但由于变压器绕组接法和各绕组和电网各相的毗连统一划定时，则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加，形成了电网中谐波的又一重要来历。例如，在尽年夜大都配变中，都是Y，yn接线，变压器的中心的铁柱对应的线圈即中相接的都是B相，这样的统一接法，就为3、5、7等次谐波提供了一个划分相互叠加的条件。在该地域，现有35kV用户变压器5台，总容量400kVA，10kV用户变压器约800台，总容量330kVA.如斯庞年夜的用户变群又成了谐波的又一个重要来历。3、谐波的其他来历事实上，谐波还有其他的来历，各类生产用电如电镀、电泵等，生活用电中如电视机、电脑、荧光灯等采用开关电源或其他电力电子技术的装配，零丁来看，所发生的谐波很是细小，可是由于其数目的极为庞年夜，也是不成轻忽的一部门。谐波治理凭据GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》划定，在0.4kV/10kV/35kV时，电网谐波电压谐波据有率划分不得年夜于4/3.2/1.2.很显然，在该地域，电网已严重“污染”了。针对以上情况，为削减谐波发生的机遇、减小谐波对对电网的风险，我们提出下列建议：1.针对谐波源进行治理。按谁干扰，谁污染，谁治理的原则，进行谐波源当地治理。即对于发生年夜量谐波的用户，在用户变的低压侧加装滤波装配。凭据装配的原理分歧，可分为无源电力滤波器（PPF）和有源电力滤波器（APF）。无源电力滤波器哄骗电容、电感谐振的原理吸收阻止响应次谐波，从而保证电压畸变率处在较低水平。一般凭据需要吸收的谐波次数，设置合适的LC参数，划分设置滤波装配。该地域已有用户装设了此类无源滤波抵偿装配。装设5、7次滤波装配，采用可控硅自动投切，在滤除谐波的同时，对无功也进行了抵偿。但此类无源装配不能知足对无功功率和谐波进行快速动态抵偿的要求。同时还要注重不能在滤除某次谐波时，LC参数恰好是另外一个谐波的谐振参数，而使此谐波放年夜。而有源电力滤波器实质上是一个年夜功率的谐波发生器，它经由过程谐波采样装配将谐波源发出的谐波收集后，再完整地复制出年夜小相等、标的目的相反的谐波，并接进电网，将谐波抵消，其发生的谐波随谐波源的变化而变化，是一种新型的滤波装配，但费用较高。2.改变部门运行、接线方式，减小谐波的发生、叠加、放年夜、发生风险的机遇增加电网的短路容量、提高电气装备的短路比，来下降谐波对统一电网上其他装备的影响。增强运行时的实时控制，避免轻负荷、高电压的运行状态，以削减谐波电压太高对系统电器装备的影响；有意识的将配变中心相改接A或C相，削减变压器群发生的谐波。在可能的情况下，接成Δ，yn形，将谐波在高压侧消化。3.在设计中注重避开谐波发生谐振的机遇，减小带来的影响凭据《平易近用建筑电气设计规范》JGJ/T16-923.3.10“为控制各类非线性用电装备所发生的谐波引发的电网电压正弦波形畸变在合理范围内，宜采限下列措施：各类年夜功率非线性用电装备变压器的受电电压有多种可供选择时，如选用较低电压不能合适要求，宜选用较高电压。”也就是中频炉等年夜功率非线性用电装备在选型时，尽量选择较高电压。在无功抵偿设计中除应注重避免并联电容器与系统感抗的谐振，除验算基波外，还需要验算3、5、7次等主要谐波，避开这些参数，避免在该次谐波发生谐振。“谐波污染”已成为电网内三年夜公害，只有各方面都重视起来，进行治理，才能还电网一个清洁的情况。