电力系统谐波抑制方法探析

电力系统谐波抑制方法探析 电力系统谐波抑制方法探析 电力系统谐波抑制方法探析 陈春松 摘要:本文 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了电力系统中,由非线性负载谐波源谐波的产生原因以及对电网供 电质量的影响和危害,基于危害的迫切,阐述了谐 波抑制的方法. 关键词:谐波抑制;源滤波器;频率;危害 l谐波的定义及产生原因 1.1谐波定义 在电力系统中,电压和电流波形理论上应是工频下的正弦 波.但实际的波形总有不同的非正弦畸变.当电网中的电压或电 流波形非理想的正弦波时,即说明其中含有频率高于50Hz的 电压或电流成分.我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称 之为谐波.当谐波频率为工频频率的整数倍时,我们将其称之 为整数次谐波,这类谐波通常用次数来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示.例如:将频率为工 频频率3倍(150Hz)的谐波称之为3次谐波.依此类推,当谐波 频率不是工频频率的整数倍时,我们将其称之为分数谐波.这 类谐波通常直接使用谐波频率来表示.例如:频率为1627Hz的 谐波. 1.2谐波产生原因 电力系统中谐波源可以分为两大类:?含有非线性元件的 电力电子装置;?含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源. (1)含有半导体非线性元件的电力电子装置谐波源.这类 装置是目前最主要,最突出的谐波源.其中以非线性元件如二 极管,晶闸管构成的整流装置所占比例最大.据有关资料估计, 电力半导体装置的生产量将以每年10%的速度增长.由于电力 半导体装置是开关方式工作,它将引起电网电流,电压波形畸 变,高次谐波显着增加. (2)含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源.这类设备主要 有变压器,电动机,发电机,电弧炉,交流电焊机及日光灯等. 2谐波的分类 电气系统所产生的谐波有两类: (1)暂态谐波.暂态谐波的产生是由于在电力系统中所使 用的电气开关操作所引起,另外使用电力的生产设备发生故 障,也会产生暂态谐波. (2)稳态谐波.稳态谐波是由电力系统中非线性负荷所产 生.这些非线性负荷有:?电流源谐波:大功率交流装置,如大 型电解电源,大型电化电源,电力机车,轧钢机械设备,中高频 加热炉,电弧炼钢炉,频率变换器,通用变频器等.这些用电负 荷设备的共同的特点是:使用了大功率的电力半导体器件.? 电压源谐波:含有铁芯的大容量变压器,电动机,电焊机,铁芯 电抗器,电压互感器等. 3谐波的危害 谐波的存在是对电网环境的一种污染,它会给周边的通信 系统及公用电网以外的设备带来危害.其主要危害表现在以下 几个方面: 3.1污染公用电网 如果公用电网的谐波特别严重,则不但使接入该电网的设 备(电视机,计算机等)无法正常工作,甚至会造成故障,而且还 会造成向公用电网的中性线注入更多电流,造成超载,发热,影 响电力正常输送. 3.2影响继电保护的可靠性 如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小,此 时,若谐波干扰叠加到极低的整定值上,则可能会引起负序保 护装置的误动作,影响电力系统安全. 3-3加速金属化膜电容器老化 在电网中金属化膜电容器被大量用于无功补偿或滤波器, 而在谐波的长期作用下,金属化膜电容器会加速老化. 3.4使工控系统崩溃 临近的谐波源或教高次谐波会对通讯及信息设备产生干 扰,轻则产生噪声,降低通讯质量,使计算机无法正常工作;重 则导致信息丢失,使控系统崩溃. 3.5影响或干扰测量控制仪器 目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型.它们受谐 波的影响较大.特别是电能表(多采用感应型),当谐波较大时 将产生计量混乱,测量不准确. 4谐波抑制和防治 目前国内外主要从谐波发生源,配电系统以及谐波抑制装 置三个方面来抑制谐波.本文主要介绍设置谐波装置抑制谐波 的方法. 4.1传统的谐波抑制方法 (1)加设电力无源滤波器.电力无源滤波器由L,C,组成,其 结构简单,运行可靠,维修方便,除滤波外还兼有无功补偿的功 能,容量可设计成很大,现在正广泛采用. (2)增加变流器二次侧整流的相数.对于大容量的变流器, 设计时尽量增加整流相数,相数越多,注入电网最低谐波次数 越高,谐波电流越小,滤除越简单;如整流相数为六相时,五次 谐波电流是基波电流的18.5%,七次谐波电流是基波电流的 12%,若将整流相数增加为十二相,则五次谐波电流可下降到基 波电流的4.5%,七次电流下降到基波电流的3%.在采用并联 多重联结的整流电路时,必须采取有效 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 保证可控电力电子 元件触发移相的同步性,否则将产生更大的谐波电流. (3)防止并联电容器组对谐波的放大.并联电容器在电网 中起提高功率因素和调节波动电压的作用.根据安装位置不 同,并联电容器补偿有三种方式:?将电容器组集中安装在母 线上,以提高整个变电所的功率因数,减少馈出线路的无功损 耗;?分区补偿,将电容器组分别装设在功率因数较低的区域 母线上,补偿效果更好,缺点是补偿范围比集中补偿时小;?就 地补偿,针对感性设备如异步电动机,以荧光灯为主的照明线 路等,将电容器组安装在负载设备附近,就地进行无功补偿,这 种方式优点是既能提高用电设备供电回路的功率因数,又能改 善用电设备的电压质量,缺点是电容器安装分散,维护工作量 大.但是当谐波存在时,在一定的参数下电容器组会对谐波放 广东科技201110第20期149 专版lI电力建设 在变配电工程设计中怎样正确地选择 金属氧化物避雷器 李红 摘要:避雷器是电力系统中主要的防雷保护装置之一,它的作用是用来限制作用于 设备上的过电压,以保护电气设备的.避雷器与被 保护设备并联安装在被保护设备附近,当过电压超过一定值时,避雷器先放电,从 而限制了被保护设备的过电压值.避雷器的保护性能 对被保护设备绝缘水平的确定有直接的影响.只有正确地选择避雷器,方能发挥其 应有的防雷保护作用. 关键词:金属;避雷器;过电压;额定电压;持续运行电压;复合外套;阀片 很多做了多年电气一次设计的设计人员都知道知道应该 怎么选择避雷器以及选择避雷器的最简单的原则:选择某个电 压等级的避雷器时,只要避雷器的额定电压够大,雷电冲击残 压够小就可以了.看似够大,那么我选的参数可以小到什么程 度还是可行的呢:够小,那么我选的参数可以大到什么程度还 能保护得了设备呢? 要搞清楚避雷器的选择和使用: (1)弄清楚它的用途.避雷器的作用是用来限制作用于设 备上的过电压,以保护电气设备的.避雷器的类型主要有保护 间隙,管型避雷器,阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种.避雷器 与被保护设备并联安装在被保护设备附近,当过电压超过一定 值时,避雷器先放电,从而限制了被保护设备的过电压值.避雷 器的保护性能对被保护设备绝缘水平的确定有直接的影响. (2)能看懂避雷器的型号上各个字母和数字的含义. Y表示金属氧化物避雷器;YH或HY表示复合外套金属氧 化物避雷器.Y,YH或HY后的数字表示标称放电电流(kA).数 字后的w表示无放电间隙,如果数字后的字母是c,则表示有 串联间隙.字母w或C后的字母表示的是使用的场合,s表示 用于配电系统;z表示用于电站;R表示用于电容器组;T表示 用于铁道电力系统;F表示用于全封闭组和电器."一',后的数字 表示避雷器的额定电压(kv),"/"后的数字表示标称放电电流 下的残压(kv).如果在"/"的数字后还有字母,这个字母表示的 是避雷器的附加特征代号,W表示特重污秽地区用;G表示用 于高海拔地区.一般10kV以上的避雷器要配放电计数器,型号 一 般为JS一5/400或JS一10/800.JS的含义就是放电计数器,5或 10表示标称放电电流(kA),400或800表示方波通流容量(A). 了解了避雷器型号的含义后,接下来就应该详细的了解避 雷器型号上这些数字和字母所代表的详细意义,相互之间的关 系以及在工程实际中应该怎样看待和选择了. 一 般避雷器厂家给的说明书或电气一次设备手册的说明 上会列出避雷器的系统标称电压,避雷器额定电压,持续运行 电压,直流参考电压,陡波冲击残压,雷电冲击残压,操作冲击 残压,方波冲击耐受和大电流冲击耐压等数个参数,如表1所 不. 无间隙金属氧化物避雷器选择的一般要求如下: (1)应按照使用地区的气温,海拔,风速,污秽以及地震等 条件确定避雷器使用环境条件,并按系统的标称电压,系统最 高电压,额定频率,中性点接地方式,短路电流值以及接地故障 持续时间等条件确定避雷器的系统运行条件. (2)按照被保护的对象确定避雷器的类型. (3)按长期作用于避雷器上的最高电压确定避雷器的持续 运行电压. 大.为避免电容器对谐波的放大,一般采取的措施是:改变与电 容串联的限流电抗器;将电容器组某些支路改为滤波器;限制 电容器的投入容量. (4)增加电网短路容量,提高设备的短路比,降低谐波对接 在同网上的其它设备的影响. 4.2新型的谐波抑制方法 交流器产生的高次谐波随时间变化,采用静止滤波及补偿 器无法达到滤除目的及全部补偿.若采用有源滤波器即可达到 理想的效果.有源电力滤波器(APF)实质上是一种大功率波形 发生器,它把谐波经过采样,180~移相后,再完整的复制出来, 送到谐波源的入网点.复制的谐波与原谐波幅值相等,方向相 反,并跟随原谐波的变化而变化,因此,原谐波就被抵消了.有 源滤波器由两大部分组成,即指令电流计算电路和补偿电流发 生电路指令电流运算电路的核心是 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 出补偿对象电流中的 谐波和无功等电流分量.补偿电流发生电路则根据指令电流运 算电路的指令信号,产生需要的补偿电流. 有源滤波器(APF)利用可控的功率半导体器件向电网注入 与谐波源电流幅值相等,相位相反的电流,使电源的总谐波电 流为零,达到实时补偿谐波电流的目的.与无源滤波器相比,有 以下特点:?不仅能补偿各次谐波,还可以抑制闪变,补偿无 150广东科技2011.10第20期 功,有一机多功能的特点,在性价比上较为合理;?滤波器特性 不受系统阻抗等的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险: ?具有自适应功能,可自动跟踪补偿变化着的谐波,即具有高 度可控性和快速响应性等特点. 5结束语 电力消费的趋势是高效率用电与高质量用电相接合,电力 污染不符合绿色用电的要求.进行谐波治理,提高电力品质是 第一位的,其次是节能.谐波治理是个综合治理过程,一方面要 从源头抓起,加强设备的管理,防止谐波的产生,更重要的是提 高认识,积极进行谐波治理,防止灾害产生. 参考文献: f1】汪金全,杨宋城,等.【J]解放军理工大学,2OOl(6):5862. 【2】史立生.电气传自动化,1998(3):3. [3】杨公源.机电控制技术及应用[M].北京:电子工业出版社,2005:191 192. (作者单位:攀枝花电业局)