供电系统谐波治理技术讲座供电系统谐波治理技术讲座
无功补偿及谐波治理基础知识讲解

提升机、风力发电等
无功补偿基础知识
❖※静止无功发生器 (SVG)
❖ ★工作原理
❖ 将电压源型逆变器,经过电抗器并联在电网上。 电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分, 其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。
无功补偿基础知识
❖1、功率、功率因数
▪ 在电网中,功率分为有功功率、无功功率和 视在功率。交流电网中,由于有阻抗和电抗 (感抗和容抗)的同时存在,所以电源输送 到电器的电功率并不完全做功。因为,其中 有一部分电功率(电感和电容所储的电能) 仍能回输到电网,因此,凡实际为电器(电 阻性质)所吸收的电功率叫有功功率。电感 和电容所储的电能仍能回输到电网,这部分 功率在电源与电抗之间进行交换,交换而不 消耗,称为无功功率。
无功补偿基础知识
❖3、产品特点: ❖ 实时跟踪、动态补偿 ❖ 编码投切、分级补偿 ❖ 控制方式灵活 ❖ 真空接触器投切电容器 ❖ 智能监控
无功补偿基础知识
4、工作原理图
CT
PT
备 用
电
源AC220V
5、安装方式: 户内柜式
控制器 保护单元
户外箱变式
无功补偿基础知识
❖ ※调压调容型变电站无功自动补偿设备:
无功补偿基础知识
P+jQ
PL+jQL
系统
-jQC
负载
无功补偿原理图
功率平衡: P jQ PL jQ L - jQ C PL j ( Q L - Q C )
P PL
Q QL - QC
cos cos tg - 1 ( Q )
P 当 Q L Q C时 :
电力系统的无功补偿与谐波治理

1.概述在供电系统中,为了节能降损、提高电压质量和电网经济运行水平,经常采用各种无功补偿装置。
近年来,配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、各种电力电子设备以及电气化铁路大量应用。
这些负荷大都具有非线性、冲击性和不平衡性的特点在运行中会产生大量谐波。
这些谐波对无功补偿装置造成了严重影响。
在供电系统中,对于某次谐波,作为无功补偿用的并联电容器若与呈感性的系统电抗发生谐振则会出现过电压而造成危害。
当无功补偿装置运行地点的谐波比较严重时,电压、电流波形会有很大畸变,电容器投切控制信号的传输就会受到影响,从而有可能引起装置的误动或拒动。
另一方面并联电容器对电网谐波的影响也很大。
若电容器容抗和系统感抗配合不当将会造成电网谐波电压和电流的严重放大,给电容器本身带来极大损伤。
可见,无功补偿与谐波治理两者关系密切。
产生谐波的装置大都是消耗基波无功功率的装置;谐波治理的装置通常也是无功补偿装置。
因此,为了寻求能同时实现无功补偿和谐波治理的装置,就必须将二者结合起来进行研究。
2.电容器无功补偿装置中的谐波问题谐波源有两种一种是谐波电流源,这些用电设备中的谐波含量取决于它自身的特性和工作状况基本上与供电系统参数无关。
另外一种是谐波电压源。
发电机在发出基波电势的同时也会有谐波电势产生,其谐波电势大小主要取决于发电机本身的结构和工作状况。
实际上,在电网中运行的发电机和变压器等电力设备,输出的谐波电势分量很小几乎可以忽略。
因此,在供电系统中存在并实际发生作用的谐波源,主要是谐波电流源。
在用并联电容器进行无功补偿的供电系统中电网以感抗为主电容器支路以容抗为主。
在工频条件下并联电容器的容抗比系统的感抗大得多,可发出无功功率对电网进行无功补偿。
但在有谐波背景的系统中大量的非线性负荷会产生大量的谐波电流注入电网,对这些谐波频率而言,电网感抗显著增加而补偿系统容抗显著减小导致谐波电流大部分流入电容器支路,若此时电容器的运行电流超过其额定电流的1.3倍,电容器将会因过流而产生故障。
电力系统中电流谐波的分析与治理

电力系统中电流谐波的分析与治理在当今的电力系统中,电流谐波问题日益凸显,对电力设备的正常运行、电能质量以及整个电力系统的稳定性都产生了不可忽视的影响。
因此,深入分析电流谐波的产生原因、特性,并采取有效的治理措施显得尤为重要。
一、电流谐波的产生电流谐波的产生源头较为多样。
电力电子设备的广泛应用是其中的主要因素之一。
例如,变频器、整流器、逆变器等在工作时,会将交流电源转换为直流电源或对交流电源进行变频控制,由于其开关动作的非线性特性,导致电流发生畸变,从而产生谐波。
非线性负载也是谐波的重要来源。
像电弧炉、电焊机等设备,其工作电流随时间变化呈现出非线性特征,使得输入的正弦电流发生扭曲,进而产生谐波电流。
此外,变压器的铁芯饱和也会引起电流谐波。
当变压器铁芯中的磁通密度超过饱和点时,励磁电流会出现明显的非线性增长,产生谐波分量。
二、电流谐波的特性电流谐波具有一些显著的特性。
首先是频率特性,谐波的频率通常是基波频率的整数倍。
例如,5 次谐波的频率是基波频率的 5 倍。
其次是幅值特性。
不同次数的谐波幅值大小不尽相同,一般来说,低次谐波的幅值相对较大,对电力系统的影响也更为显著。
电流谐波还具有相位特性。
各次谐波的相位关系较为复杂,会对电力系统中的功率传输和电能质量产生影响。
三、电流谐波的危害电流谐波给电力系统带来了诸多危害。
它会增加电力设备的损耗,如变压器、电动机等,导致设备发热加剧,降低其使用寿命。
对输电线路来说,谐波电流会引起线路的额外损耗,降低输电效率,同时可能引发谐振,导致过电压,威胁线路的安全运行。
在电能质量方面,谐波会导致电压波形畸变,影响供电的稳定性和可靠性,可能引起电气设备误动作,影响精密仪器和电子设备的正常工作。
四、电流谐波的分析方法为了有效地治理电流谐波,首先需要对其进行准确的分析。
常见的分析方法包括傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)等。
傅里叶变换能够将时域中的电流信号转换为频域信号,从而清晰地展示出各次谐波的频率和幅值。
电能质量讲座第五讲谐波治理

式中 XT1 ———变压器 220 kV 侧的基波等值阻抗
XT3 ———变压器 10 kV 侧的基波等值阻抗
XS ———系统基波阻抗
XL ———滤波器的基波感抗
XC ———滤波器的基波容抗
在 110 kV 侧 ,滤波器的失谐度不能很小 (即
Q 值较高 ) ,故
nXL
> XC n
即
nXL
- XC n
图 4 有源滤波器的滤波原理
图 5 有源滤波器的基本回路
3 相数倍增法
电力系统中接入的非线性器件 ,有许多往往 正是利用非线性来达到技术上的某种目的 ,因此 , 不能用降低甚至消除非线性来消除谐波 。高次谐 波都是一些正弦交流量 ,其大小和方向与相位有 关 ,因此可设法让次数相同 、相位相反的谐波相互 抵消 。经分析推理证明 ,对于 2组三相系统 ,如果 它们的相位相差 30°时 ,可以消除 5、7、17、19、29、
对谐波的治理应该从两方面来考虑 ,一是产
生谐波的非线性负荷 ;二是受危害的电力设备和 装置 。这两个方面应该相互配合 ,统一协调 ,作为 一个整体来研究 ,采用技术 、经济最合理 ,符合社 会发展和历史条件的方案来治理和消除谐波 。
1 减少谐波源的谐波含量
1. 1 增加晶闸管变换装置脉冲数
对于整流 、换流设备 ,增加晶闸管变换装置脉
相差为 30°的原理 ,将 2台三相 6脉冲全波换流器
分别接入上述 2 台不同接线方式的变压器 。这
样 ,就将两组 6 脉冲换流器变成了 12 脉冲换流
器 。由于 12脉冲换流器不产生 5次和 7次谐波 ,
因此也就不需再投资安装 5次和 7次器 ,产生的谐波
程 浩 忠 ( 1962—) , 男 ,教授 ,博士生导 师 ,主要从事电能 质量 、无功补偿 、电 压稳定等方面的教 学和研究工作 。
电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量,还可能对电力设备造成损害,增加能耗,甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中,谐波的产生主要源于以下几个方面:1、非线性负载电力系统中的许多负载,如电力电子设备(如变频器、整流器、逆变器等)、电弧炉、荧光灯等,其电流与电压之间不是线性关系,从而导致电流发生畸变,产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形,进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,以及铁芯的不均匀等因素,也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的,主要包括以下几点:1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时,会增加线路的电阻损耗和涡流损耗,导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热,降低电机的效率和使用寿命;对电容器来说,谐波可能导致其过电流和过电压,甚至损坏;对于变压器,谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰,影响通信设备的正常工作,导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变,导致电压波动、闪变等问题,影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种:1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开,可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换(FFT)FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法,大大提高了计算效率,适用于对大量数据的实时分析。
如何有效消除谐波提高供电质量

如何有效消除谐波提高供电质量摘要:针对谐波对电能质量的严重影响,提出必须采取有效的措施来加以抑制。
着重介绍了电力系统中谐波的产生、危害和常用的有效抑制谐波的方法,为实际应用提供一定的指导。
关键词:谐波;危害;治理一、电力系统谐波产生的原因1、由于发电系统中发电机三相绕组在制造过程中很难做到完全对称,铁芯也很难做到绝对均匀一致等原因,所以发电时多少会产生一些谐波,总体来说数量较小。
2、输配电系统中产生的谐波:主要是输配电系统中电力变压器产生的谐波,由于电力变压器铁芯饱和,磁化曲线的非线性,加上设计时要考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线上接近于饱和段,就使磁化电流呈现尖顶波形,从而就含有了奇次谐波。
它的大小是与磁路的结构形式、铁芯饱和度相关。
其饱和度越高,电力变压器工作点就会越远地偏离线性,从而造成谐波电流就越大。
3、用电设备所产生谐波是因为供电系统中存在着非线性负荷,当电流流过和所加的电压不是线性关系时,就会发生非正弦电流,这就是谐波电流。
非线性负荷设备有开关电源(SMPS)、调速装置、电子荧光灯镇流器、不间断电源、包含磁性铁芯设备以及部分家用电器(如电视机、计算机)等。
二、电力系统谐波危害1、谐波使企业电网中的设备产生附加谐波损耗,增加电网线损。
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,严重时造成电缆火灾。
谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备发热,使绝缘老化,降低设备的使用寿命,甚至关键部件的频繁损坏。
2、对变压器的危害。
谐波会大大增加电力变压器的铜损和铁损,降低变压器有效出力,谐波导致的噪声,会使变电所的噪声污染指数超标,影响工作人员的身心健康。
由于以上两方面的损耗增加,因此要减少变压器的实际使用容量。
除此之外,谐波还导致变压器噪声增大,有时还发出金属声。
3、电力电容器的危害。
含有电力谐波的电压加在电容器两端时,由于电容器对电力谐波阻抗很小,谐波电流叠加在电容器的基波上,使电容器电流变大,温度升高,寿命缩短,引起电容器过负荷甚至爆炸,同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振,使故障加剧。
电力系统中电流谐波的监测与治理

电力系统中电流谐波的监测与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。
电流谐波不仅会影响电力设备的正常运行,降低电能质量,还可能引发电力故障,甚至造成严重的安全隐患。
因此,对电力系统中电流谐波的监测与治理成为了电力领域的一个重要课题。
一、电流谐波的产生要理解电流谐波的监测与治理,首先需要了解它的产生原因。
电流谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等;电弧炉、电焊机等工业设备;以及一些家用电器,如节能灯、计算机电源等。
这些非线性负载在工作时,其电流和电压的关系不再是简单的线性关系,从而导致电流波形发生畸变,产生了谐波成分。
例如,在变频器中,通过对电源进行整流和逆变操作来改变电机的转速。
在这个过程中,由于半导体器件的开关动作,电流会出现高频的脉动,从而产生谐波。
二、电流谐波的危害电流谐波对电力系统的危害是多方面的。
首先,它会增加电力设备的损耗。
谐波电流在电力线路和变压器中流动时,会产生额外的热量,导致设备温度升高,降低其使用寿命。
其次,谐波会影响电力测量仪表的准确性。
例如,电能表可能会因为谐波的存在而计量不准确,给电力用户和供电部门带来经济损失。
再者,谐波还会干扰通信系统。
在电力线路附近的通信线路中,谐波可能会引起噪声,影响通信质量。
此外,严重的谐波还可能导致电力系统的电压波动和闪变,影响电气设备的正常运行,甚至引发电力系统的故障。
三、电流谐波的监测为了有效地治理电流谐波,首先需要对其进行准确的监测。
电流谐波的监测方法主要包括以下几种:1、基于傅里叶变换的谐波分析这是目前最常用的方法之一。
通过对采集到的电流信号进行快速傅里叶变换(FFT),可以将其分解为不同频率的谐波分量,从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
2、谐波功率测量除了测量谐波的电压和电流幅值外,还可以通过测量谐波功率来评估谐波的影响。
供电系统高次谐波的危害和防治

供电系统高次谐波的危害和防治’郑新阳(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院,河南郑州450052)应用科技【}商要]简要介绍了供电系统高次谐波的来源、危害性,并针对其形成机理分析了减少和减轻高次谐波的可行}生方案。
另外,还对遏制高次谐渡的具体方法进行了讨论。
[关键词】高次踏波;危害;防治措花国民经济的发展日新月异、科技水平和人民生活水平也在不断地提高,要顺这样的时代潮流铁路运输就必须做到安全高效。
要保证铁路运输安全高效的运行,如何提高供电质量和可靠性也就成为了我们电力专业目前工作的重点。
众所周知影响供电质量和可靠供电的不利因素较多,其中高次谐波对供电系统的影响及危害就不容忽视。
1高次谐波的危害高次谐波可以对供电系统的电力、电子设备及其通信产生较大的影响、甚至造成危害。
1.1对供电系统电力设备的影响和危害1)发电机、电动机、变压器:高次谐波电流可使设备内部的线圈、铁芯的阻抗因发热而增加,严重时还会造成损坏。
2)电容器:高次谐波电流可使电容器过载、发热。
同时还会使已经存在的谐波和电压峰值加大,造成更大的破坏性。
3)低压供电系统:高次谐波电流可使低压供电系统中中性线电流过大,最大时可达到相线电流的两倍以上。
即便在三相负荷平衡时,也不能抵消。
12对供电系统电予设备的影响和危害1)电气仪表:高次谐波电流可对设备内部的线圈产生影响,造成误差。
2)电子计算机、微机保护部件、精密仪表:高次谐波电流会影响他们的正常运行,导致误动作或数据错误。
1.3对通信线路的影响和危害通信线路:高次谐波电流会对通信线路产生静电干扰和电磁干扰。
2高次谐波的形成原因及主要来源21高次谐波的形成原因正常供电时电压的波形应为正弦波,由于大量使用非线性设备而产生了高次谐波。
这是由于,非线性元件在供电电压的作用下吸收了非正弦波电流,各次谐波电流在电网的阻抗都分会产生谐波压降;这些谐波压降i勘瞌基波上,会使正弦波电压产生畸变。
22高次谐波的主.要来源1)整流设备:电解整流设备(特别是大功率设备)依据其整流相数的不同,可以产生5、7、”、13、17、19等高次谐波。
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供电系统谐波治理技术讲座无源电力滤波器的设计与调试华北电力大学电气工程学院一、无源LC 滤波器基本原理和结构LC 滤波器仍是应用最多、最广的滤波器。
1、常用的两种滤波器:调谐滤波器和高通滤波器。
2、滤波器设计要求1)使注入系统的谐波减小到国标允许的水平; 2)进行基波无功补偿,供给负荷所需的无功功率。
3、单调谐滤波器由图主电路可求:调谐频率: 调谐次数:在谐振点:∣z ∣=RLCf r π2/1=LC r r X X f f h //1==CL C LX ==ωω10特征阻抗: 品质因数:q 为设计滤波器的重要参数,典型值q=30~60。
4、高通滤波器用于吸收某一次数及其以上的各次谐波。
如图所示。
复数阻抗: 截止频率:结构参数: ,一般取m=0.5~2; q=0.7 ~ 1.4 依据以上三式可设计高通滤波器的参数。
二、滤波器设计内容和计算公式1、滤波器参数选择原则原则:最小投资;母线 THDU 和进入系统的谐波电流最小;满足无功补偿的要求;保证安全、可靠运行。
参数设计、选择前必须掌握的资料:1)系统主接线和系统设备(变压器、电缆等)资料;2)系统和负荷的性质、大小、阻抗特性等;3)谐波源特性(谐波次数、含量、波动性能等);4)无功补偿要求;要达到的滤波指标;5)滤波器主设备参数误差、过载能力、温度等要求。
以上资料是滤波器参数选择、设计必要条件。
案例设计问题:没有系统最终规模的谐波资料……2、滤波器结构及接线方式选择由一组或数组单调谐滤波器组成,有时再加一组高通滤波器。
工程接线可灵活多样,但推荐采用电抗器接电容低压侧的星形接线,主要优点是:1)任一电容击穿短路电流小;2)设备承受的仅为相电压;3)便于分相调谐。
高通滤波器多采用二阶减幅型结构(基波损耗小,频率特性好,结构简单)。
经济原因高通滤波器多用于高压。
1、滤波器参数选择原则原则:最小投资;母线 THDU 和进入系统的谐波电流最小;满足无功补偿的要求;保证安全、可靠运行。
参数设计、选择前必须掌握的资料:1)系统主接线和系统设备(变压器、电缆等)资料;2)系统和负荷的性质、大小、阻抗特性等;3)谐波源特性(谐波次数、含量、波动性能等);4)无功补偿要求;要达到的滤波指标;5)滤波器主设备参数误差、过载能力、温度等要求以上资料是滤波器参数选择、设计必要条件。
本案例1段母线滤波器接线(图纸拷贝)……。
3、滤波器设计参数的分析处理参数设计必须应依据实测值或绝对可靠的谐波计算值,但根据具体情况可作一些近似处理:1)母线短路容量较小或换算得到的系统电抗(包括变压器)XS较大时,可忽略系统等值电阻RS;2)系统原有谐波水平应通过实测得到,在滤波器参数设计时,新老谐波电流源应一起考虑;3)L、C制造、测量存在误差,以及f、T变化可能造成滤波器失谐,误差分析是参数设计必须考虑的问题;4)参数设计涉及技术指标、安全指标和经济指标,往往需经多个方案比较后才能确定。
4、滤波器方案与参数的分析计算1)确定滤波器方案确定用几组单调谐滤波器,选高通滤波器截止频率,以及用什么方式满足无功补偿的要求。
例如:三相全波整流型谐波源,可设5、7、11次单调谐滤波器,高通滤波器截止频率选12次。
无功补偿要求从容量需求平衡角度,通过计算综合确定。
2)滤波器基本参数的分析电容器基本参数:额定电压UCN、额定容量QCN、基波容抗XC,而XC=3 U2CN/ QCN(这里QCN 是三相值)。
为保证电容器安全运行,电压应限制在一定范围内。
3)滤波器参数的初步计算(按正常条件)设h 次谐波电压含有率为HRUh ,通过推导可得到:其中,q 为滤波器的最佳品质因数。
以上是从保证电容器电压要求初步选择的参数。
但为保证电容器的安全运行还应满足过电流和容量平衡的要求,公式如下: 4)滤波器参数的初步计算串联电抗器参数以上为单调谐滤波器参数的初步选择。
5)滤波器参数的最后确定滤波器最终参数需通过大量、多次频率特性仿真计算结果确定;并根据要求指标进行校验。
为保证安全运行,还要选断路器、避雷器、保护等。
自动调谐滤波器(改变电感 L )能提高滤波效果。
但由于技术经济的原因,目前应用不普遍。
5、滤波器参数指标的校验1)电压平衡:校验支路滤波电容器的额定电压2)电流平衡:校验滤波电容器的过电流水平,IEC为1.45倍。
3)容量平衡:QCN= QC1(基波容量)+ΣQ h (谐波容量);对滤波支路仅考虑I1 和Ih 通过时,近似有:6、其它分析、计算工作1)滤波支路等值频偏(总失谐度)的计算2)滤波支路品质因数q值的计算其中,δs为滤波器接点看进去的系统等值阻抗角。
3)滤波器性能和二次保护等分析计算滤波器设计的技术性很强,需有专门的程序。
除参数计算外,要能对滤波器的谐波阻抗、综合阻抗、谐波放大、局部谐振(串、并联)等滤波性能进行分析。
三、案例滤波器设计方法介绍1、案例简介2、谐波数据合成中频炉属交-直-交供电,换流脉动数为6,特征谐波值为6K±1次谐波。
非对称触发等原因,存在非特征谐波。
福建中试测试:线2、线4和中频炉馈线;各谐波电压畸变率全部超标,5、11、13及以上谐波电流超标。
非在电网最小方式、钢厂非满负荷下的测试,测试结果偏小;及今后8台炉投运超标肯定更大。
设计问题:没有单台电炉谐波测试数据,没有新供电方案下负荷同时运行测试数据,需根据经验及现有供电方案谐波测试数据进行分析获取设计数据。
按电炉变80%负荷率合成各母线谐波电流……。
3、基波无功容量计算按母线电炉全部运行功率因数大于0.9,单炉运行功率因数应小于1,治理前平均功率因数取0.85条件,通过程序计算各段母线的三相基波补偿容量:10KV I段:Q=3.8MVAR10KV II段:Q=2.65MVAR605频炉线: Q=1.9MVAR4、考核标准计算和滤波器配置选择根据各母线的短路容量,计算各段母线电炉运行过程中的谐波考核标准;以及对比合成的谐波电流水平,选择、配置各段母线的滤波器。
总电压畸变率国标规定的限值允许注入电网的各次谐波电流国标规定限值(部分)短路容量不同时的换算公式:根据短路容量换算案例的各母线谐波电流允许值。
与合成的案例谐波比较:各母线谐波电流均超标,由于装置的非同时触发,存在非特征谐波超标的现象。
因此只能对主要的频谱进行设置滤波器;由于电炉运行方式大幅度变化,特别是10KV I段负荷变化较大,受基波无功补偿容量限制,参数设计存在难度及影响其滤波效果。
综合考虑:各母线配置5、7、11、13次滤波器。
5、滤波器参数设计(以10KV I段为例)由于中频炉谐波为连续频谱谐波,以及基波补偿电容器的限制,滤波器参数设计很难满足要求,经几十次分析、比较,确定的案例最终单相参数如下:考虑的问题:滤波效果,电压、电流、容量是否能够平衡,是否存在谐波放大,无功是否过补等,通过对参数进行多次仿真,调整、比较和评估设计效果,……。
1段母线补偿电容器和滤波器同时运行仿真示例:仅滤波器投入运行的仿真示例。
……。
四、设备定货、施工和现场调试1、拟合标准指标与产品定货按设计参数选配、拟合标准规格电容器,考虑电抗器调节范围,提出温升、耐压、损耗等指标。
电容器要求+误差,电抗器±5%可调,电容器质量…。
注意滤波电容器,干式、油侵电容器等问题……。
2、工程施工需要注意的问题LC滤波器属工程,结合用户现场条件、情况,设计单位应提供完善的工程资料,安装、施工要求;由于滤波器现场安装,要求工程单位按设计施工、保证质量;做详细安装检查,保证连接正确,防止相序、设备接线错误案例施工中的问题:连接、保护……3、现场调试主要要求和方法1)要求:保证系统可靠运行,避免系统与滤波器谐振造成的谐波放大;投切过电压限制在有效范围内;保证滤波本身安全运行,不会导致电容、电感、电阻等不发生稳态过负荷,以及投、切时的过电压、过电流不损坏本体设备。
其中,多数与设计有关……。
2)步骤:测量各种工况谐波;计算系统和滤波器频率特性,研究是否可能出现谐波放大,决定滤波器是正调偏还是负调偏;计算调整后的过电压、过电流;分析、考虑配置的保护,避雷器对投切、断路器重燃过电压有重要作用;编写滤波器投入方案,测量考核滤波效果。
案例调试中发生的问题:……。
3)方法:幅频特性法:谐振时Z=R,滤波器电流最大;电阻上的电压最大,滤波器总电压最小;因此,通过观测两个电压与预估的电压比较,可确定调谐回路的谐振。
缺点:误差大,有计算误差、试验误差和观测误差。
相频特性法:把电阻电压和滤波器总电压分别送示波器两个通道进行相角比较,可确定滤波器是否谐振。
可采用同轴或不同轴两种方法。
同轴法看到的是点重合或相反,因此误差大;不同轴法通过椭圆变成直线确定谐振,因此观察比较容易,准确,工作量小。
放电振荡法:过程如图放电时测量R上电压,记录波形;测量周波时间,可计算谐振频率。
缺点:每测一次都需充、放电一次,过程复杂,也不够准确。
因此,三种方法中,相频特性法比较实用,而且可用频率计实际测量谐振频率;改变信号发生器频率,还可以测量滤波器的阻抗频率特性。
实际工程一般采用-5%(负偏)调谐滤波器。
4、案例工程运行测试结果(1段母线)投运前:投运后:投运后各次谐波电流的95%最大值五、关于电弧炉谐波治理的简介1、电弧炉负荷特点和治理要求1)三相负荷电流严重不对称,严重时负序可达正序的50%~60%,熔化期也占20%。
需解决不平衡问题;2)含有2、3、4、5、7等次谐波,产生的谐波电流频谱广,含有偶次谐波,谐波治理要求高;3)电弧炉随机运行在开路--短路--过载状态,很大的功率冲击,引起PCC母线电压变动,存在电压闪变问题。
4)电炉变压器和短网消耗大量无功,因此运行功率因数非常低,增大电网损耗、降低电压水平。
小容量电弧炉可用 LC 无源滤波器,但对设计的要求比较高,一般采用C型电力滤波器。
2、常用SVC形式和TCR补偿原理常用的SVC有晶闸管控制电抗器(TCR)、自饱和电抗器(SR)和晶闸管投切电容器(TSC)三种。
TCR原理、结构,以及相关工程、技术问题如下:3、TCR补偿与LC滤波的原理区别1)电弧炉负荷三相不平衡、无功冲击是根本原因,要求进行动态、分相补偿,TCR是解决问题的必须手段。
同时解决电弧炉负荷产生、存在的问题。
TCR为动态补偿装置,响应时间在20ms内。
2)LC滤波器以治理谐波为主,兼顾补偿系统无功。
目前一般应用场合,不具备动态补偿功能。
电力机车谐波治理可采用投切方式(非动态)。
3)采用那种类型的装置,涉及到负荷性质、滤波(或补偿)效果、可行性和工程投资等。
解决问题是类型选择的原则。
TCR设计方法略。