电力系统中的谐波治理
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质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏,还会增加电能损耗,降低电力系统的可靠性。
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,具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波,首先需要了解它的产生原因。
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各种电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等,以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例,它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中,电流和电压的波形不再是标准的正弦波,而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中,由于其工作特性,也会产生谐波。
同样,电弧炉在工作时,电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化,从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言,谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗,导致设备发热增加,缩短使用寿命。
对于电容器来说,谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面,谐波会导致电压和电流波形的畸变,使电能质量下降,影响用电设备的正常运行。
例如,对于计算机等精密电子设备,谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外,谐波还会增加电力系统的无功功率,降低功率因数,从而增加线路损耗和电能浪费。
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。
目前,常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量,从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而,傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号,它通过对信号进行多尺度分析,可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
谐波治理措施

谐波治理措施
谐波治理措施是指为了控制或减轻电能系统中的谐波干扰和谐波问题,采取的一系列技术手段和措施。
下面列举几种常见的谐波治理措施:
1. 谐波滤波器:谐波滤波器是用于滤除电能系统中谐波成分的装置。
它们可以通过选择合适的滤波器参数,将谐波电流从系统中滤去,从而降低谐波干扰。
常见的谐波滤波器包括无源滤波器(谐波消除器)、有源滤波器、谐波滤波器组等。
2. 谐波控制变压器:谐波控制变压器是一种专门设计用于抑制谐波的变压器。
它的设计可以消除或减小电力系统中的谐波干扰,并保证电力质量。
3. 谐波抑制器:谐波抑制器是一种用于控制谐波干扰的装置。
它可以通过改变阻抗、相移、补偿等方式,来削弱或消除电力系统中谐波的影响。
4. 谐波限制器:谐波限制器是一种用于限制谐波电流流入电力系统的装置。
它可以通过控制谐波电流的大小和频率,来避免谐波电流对电力系统的损害。
5. 谐波控制技术:谐波控制技术是一种综合运用以上措施的技术手段。
它通过结合各种谐波治理措施,对电力系统中的谐波进行综合治理,以确保电力系统的正常运行和电力质量。
总之,谐波治理措施旨在降低谐波干扰,保证电力系统的正常
运行和电力质量。
在实际应用中,应根据具体情况选择合适的治理措施,并综合考虑成本、效果、可行性等因素,以达到最佳的谐波治理效果。
电力系统中的电流谐波分析与治理

电力系统中的电流谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定与高效运行至关重要。
然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。
为了保障电力系统的正常运行,对电流谐波进行深入分析并采取有效的治理措施显得尤为重要。
首先,我们来了解一下什么是电流谐波。
简单来说,电流谐波是指在电力系统中,电流的波形偏离了理想的正弦波形态。
在理想情况下,电流应该是平滑、连续且呈正弦波变化的。
但在实际中,由于各种非线性负载的接入,如电力电子设备、变频器、整流器等,使得电流波形发生畸变,产生了谐波成分。
这些非线性负载在工作时,会对输入的交流电源进行快速的开关操作,从而导致电流的大小和方向在短时间内发生急剧变化。
这种非连续性的电流变化就会引入谐波。
电流谐波的存在会带来一系列不良影响。
对于电力设备而言,谐波电流会增加设备的损耗,导致发热加剧,缩短设备的使用寿命。
例如,变压器在谐波电流的作用下,铁芯的磁滞和涡流损耗会显著增加,可能会出现过热甚至烧毁的情况。
电动机在谐波环境中运行,会产生额外的转矩脉动和噪声,降低运行效率和可靠性。
在电力传输方面,谐波电流会导致线路的附加损耗增加,降低输电效率。
同时,谐波还可能引起电力系统的谐振现象,使得电压和电流大幅升高,严重威胁到电力系统的安全稳定运行。
此外,电流谐波还会对电能质量产生负面影响,干扰精密仪器和设备的正常工作,造成测量误差、控制失误等问题。
对于一些对电能质量要求较高的场所,如医院、科研实验室等,谐波的存在可能会带来严重的后果。
那么,如何对电流谐波进行分析呢?常用的方法包括傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)等。
通过这些分析方法,可以将复杂的电流波形分解为不同频率的谐波成分,并计算出各次谐波的幅值和相位。
在实际的电力系统中,通常会使用专业的电能质量监测设备来采集电流和电压数据,然后通过软件进行分析,以获取谐波的相关信息。
这些监测设备能够实时监测电力系统中的谐波情况,并提供详细的报告和数据分析,帮助工程师和技术人员了解谐波的来源和影响程度。
电力系统中谐波问题如何治理

电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中,谐波问题日益凸显,给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。
那么,究竟什么是谐波?它又是如何产生的?更重要的是,我们应该如何有效地治理它呢?首先,让我们来了解一下谐波的概念。
简单来说,谐波是指在电力系统中,电流或电压的频率不是基波频率(通常为 50Hz 或 60Hz)整数倍的分量。
这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变,从而影响电力设备的性能和使用寿命。
谐波的产生原因是多种多样的。
其中,电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。
例如,变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。
此外,电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。
那么,谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢?一方面,它会增加电力设备的损耗,导致设备发热、效率降低,缩短设备的使用寿命。
例如,变压器在谐波的作用下,铁芯损耗会显著增加,容易出现过热现象。
另一方面,谐波会影响电力系统的稳定性,可能导致继电保护装置误动作,影响电力系统的安全可靠运行。
同时,谐波还会对通信系统产生干扰,影响通信质量。
既然谐波问题如此严重,我们应该如何治理呢?目前,主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波是一种传统的谐波治理方法,它通过电感、电容等无源元件组成滤波器,对特定频率的谐波进行滤波。
无源滤波器结构简单、成本较低,但存在一些局限性。
例如,它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响,而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。
有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。
它通过实时检测电力系统中的谐波电流,并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中,从而实现谐波的动态补偿。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点,但成本相对较高。
除了滤波技术,改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。
在电力系统规划和设计阶段,应合理选择电力设备,尽量减少非线性负载的接入。
电力系统谐波治理的四种方法

谐波,这个新鲜的电力系统名词,在当今的电力行业中,已广为“传播”,几乎在电力行业工作,以及与电力行业有直接关系的人,都对这个名词不陌生,尤其是用电大户单位,谈之色变,一是“谐波”直接影响了工厂的正常工作,由于谐波的存在,工厂的负荷上不去,即便上去了,无功也特高,而传统的“无功补偿”又不能凑效。
而是即便无功补偿达到了要求,但谐波含量超标,管理部门不答应,自身的电费多交了不说,还讨不了好。
那么,是否拿“谐波”的肆虐就没有办法了,不!“办法总比问题多”,上海坤友电气有限公司集多年治理“谐波”的经验,针对不同的工况,总结了几种解决问题的方法,公布如下,与各位同仁共勉。
首先,我们讨论谐波的产生原因:近年来,电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势,如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS)、节能荧光灯系统等,这些非线性负载导致电网污染,电力品质下降,引起供、用电设备故障,甚至引发严重火灾事故等。
电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面:电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。
其次,我们讨论谐波的危害:电源污染会对用电设备造成严重危害,主要有:增加输、供和用电设备的额外附加损耗,使设备的温度过热,降低设备的利用率和经济效益:谐波电流使输电线路的电能损耗增加。
当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时,对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。
干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机。
影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能,造成噪声干扰和图像紊乱。
引起电气自动装置误动作,甚至发生严重事故。
使电气设备过热,振动和噪声加大,加速绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。
造成灯光亮度的波动(闪变),影响工作效益。
导致供电系统功率损耗增加。
谐波与电力系统中基波叠加,造成波形的畸变,畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。
非线性负载产生陡峭的脉冲型电流,而不是平滑的正弦波电流,这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变,形成谐波分量,进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。
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。
电力谐波治理的几种方法

电力谐波治理的几种方法
随着现代化程度的不断提高,电力谐波问题日益突出,给电力系统的安全稳定运行带来了极大的威胁。
为此,电力谐波治理成为了电力系统建设和运行中必不可少的一项工作。
电力谐波的治理主要有以下几种方法:
1. 滤波器法
采用电力滤波器对电力谐波进行滤波处理,以减小其对电力系统的干扰。
常见的电力滤波器包括L-C滤波器、谐振滤波器和有源滤波器等。
滤波器法具有费用低、性能稳定等优点,适用于小功率电器的电力谐波治理。
2. 变压器法
采用特殊结构的变压器进行电力谐波治理,包括隔离变压器、耦合变压器等。
变压器法可以有效地降低电力谐波对电力系统的影响,但需要投入较大的资金,适用于大功率电器的电力谐波治理。
3. 电容器法
通过电容器的串联或并联方式,对电力谐波进行电容滤波处理。
电容器法具有构造简单、成本低等优点,适用于小功率电器的电力谐波治理。
4. 谐波抑制器法
采用谐波抑制器对电力谐波进行抑制处理。
常见的谐波抑制器包括谐波电流抑制器、谐波电压抑制器等。
谐波抑制器法具有能够有效抑制电力谐波、无需改变电路结构等优点,适用于各类电器的电力谐
波治理。
在电力谐波治理中,需要综合考虑电力系统的实际情况和治理成本,选择合适的治理方法,并采取科学有效的措施加以实施,以确保电力系统的安全稳定运行。
谐波治理的原理

谐波治理的原理谐波治理是一种针对电网谐波问题的技术措施。
在电力系统中,谐波是指频率是基波频率的整数倍的电压和电流成分,它们会引起电网中的谐波电压和电流增加,从而导致设备的过热、损坏,影响电网的安全稳定运行。
谐波治理的原理主要包括:谐波发生的机理、谐波产生与传输的特性以及谐波的抑制方法。
首先,谐波发生的机理主要涉及非线性负载的存在。
例如,电力电子设备(如变流器、电力电子变压器等)的普及应用,导致电网中存在大量非线性负载。
这些非线性负载的工作特性决定了它们电流与电压之间存在非线性关系,产生的电流包含了频率是基波频率的整数倍的谐波分量。
接着,谐波的产生与传输的特性主要与电网的拓扑结构有关。
电网中存在大量的线路与变压器,谐波电流在传输过程中会经过这些元件,导致电压波形被扭曲,且谐波电流的影响范围会扩散到整个电网中。
基于以上的分析,谐波治理的方法主要包括以下几个方面:1. 谐波源的控制:在电网中,非线性负载是主要的谐波源。
为了降低谐波电流的产生,可以通过优化非线性负载的设计和选择,减小它们的谐波电流分量。
2. 谐波发生源的隔离:对于谐波较大的设备或非线性负载,可以将其与电网隔离,使用独立供电或者采用特殊设备来加以管理。
3. 电网设备的优化设计:通过优化电网的拓扑结构,减小电缆和变压器等设备的阻抗,降低谐波电流的影响,减少谐波电压的产生。
4. 谐波滤波器的应用:谐波滤波器是一种针对谐波电流或电压进行补偿的装置。
它可以通过选择合适的电抗元件,抵消谐波电流分量,从而降低谐波电压。
5. 谐波控制计算机的使用:谐波控制计算机是一种自动化管理谐波的技术手段。
通过对电网进行全面的监测和分析,可以根据实际情况进行合理的调整和优化,达到谐波治理的效果。
总之,谐波治理的原理是在深刻理解谐波的产生和传输机理的基础上,采取不同的方法和手段,从源头上减小谐波的产生,降低谐波对电网运行的影响,确保电网的安全稳定运行。
谐波治理需要综合考虑电网的特性和需求,在设计和运行中充分考虑谐波问题,采取相应的措施进行处理,以提高电网的电能质量和运行可靠性。
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电能质量的好坏,直接影响到工业产品的质量,评价电能质量有三方面标准。
首先是电压方面,它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等;其次是频率波动;最后是电压的波形质量,即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,也就是谐波所占的比重。
我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。
随着科学技术的发展,随着工业生产水平和人民生活水平的提高,非线性用电设备在电网中大量投运,造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。
它不仅增加了电网的供电损耗,而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行,造成了这些装置的误动与拒动,直接威胁电网的安全运行。
举个常见的例子来说,电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行,的确比常用的白炽灯好,不仅亮度高又省电,而且使用寿命也长。
但是相反,在大量投运节能灯后,就会发现节能灯的损坏率大大提高。
这是由于节能灯是非线性负荷,它产生较大的谐波污染了这一片电网,造成三相负荷基本平衡情况下,中心线电流居高不下,线电压与相电压之比比:1要小得多,造成了该片电网供电质量下降,用电设备发热增加,电网线损增加,使得该区的配变发热严重,严重影响其使用寿命。
因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理,使谐波分量不超过国家标准。
一、电力系统中谐波的来源电力系统中的谐波来自电气设备,也就是说来自发电设备和用电设备。
由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波,因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。
目前我国应用的发电机有两大类:隐极机和凸极机。
隐极机多用于汽轮发电机,凸极机多用于水轮发电机。
对于谐波分量而言,隐极机优于凸极机,但随着科技进步,可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入,使发电机的谐波分量有所上升。
当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时,由于电机的磁饱和,会使电压的三次谐波明显增加。
同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时,也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。
由于电网电压偏移在±7%以下,所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小,比国家的考核标准低的多,因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。
为此,影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备,也就是说非线性用电设备是主要的谐波源,非线性用电设备主要有以下四大类:•电弧加热设备:如电弧炉、电焊机等。
•交流整流的直流用电设备:如电力机车、电解、电镀等。
•交流整流再逆变用电设备:如变频调速、变频空调等。
•开关电源设备:如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等。
这些用电设备都是非线性用电设备,但它们产生的谐波各不相同,具体举例分析如下:电弧加热设备是由于电弧在70伏以上才会起弧,才会有弧电流,并且灭弧电压略低于起弧电压,造成弧电流与弧电压的非线性(如图所示)。
此外,弧电流的波形还有一定的非对称性。
正是由于弧电流是非正弦波,造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大,而且多为18次以下的低次谐波污染。
其实电焊机在上世纪四、五十年代已广泛应用。
由于当时电弧加热设备量少,电焊机应用的同时率就更小了,对整个电网的影响比较小,但在当时已发现在烧电焊时,局部低压电网的电压和电流变化很大,有较大的谐波影响。
交流整流直流用电设备的谐波产生的原因是由于整流设备有一个阀电压,在小于阀电压时,电流为零(如图图所示)。
这类用电设备为了提供平稳的直流电源,在整流设备中加入了储能元件(滤波电容和滤波电感),从而使阀电压提高,加激了谐波的产生量。
为了控制直流用电设备的电压和电流,在整流设备中应用了可控硅,这使得该类设备的谐波污染更严重,而且谐波的次数比较低。
交流整流再逆变用电设备,在交流变直流过程中产生的谐波与上述的交流整流直流用电设备一样,它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流,这类设备产生的谐波分量不仅有低次谐波,也有高次谐波(如图所示)。
虽然这类设备单台容量比上述两类设备容量要小,但它的分布面广,数量多,是目前推广使用的技术手段,因此它的谐波污染应引起足够关注。
开关电源设备目前应用很广,它的工作原理是先把交流整流成直流,通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭,从而在变压器二次侧感应出电流,供给用电设备。
此外,开关电源的频率比较高一般在40kHz左右,不仅在整流时产生谐波,而且在开关管开闭时,反射40kHz左右的波至电源。
这类用电设备同样是单台容量不大,但它是应用面最广、量最大的非线性用电设备,它还有一定量的三次谐波,造成配变的中心线电流居高不下,而且三次谐波还会通过配变污染到10kV电网。
二、谐波治理的基本方法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。
滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类。
有源滤波器的基本工作原理是把电源侧的电流波型与正弦波相比较,差额部分由有源滤波器进行补偿,这是谐波治理的发展方向。
目前由于功率电子元件容量做不大、电压做不高,而且成本很高,因此在现阶段不可能大量推广应用。
随着科学技术的发展,功率电子元件的成本下降,这一技术一定会在谐波治理上占主导地位的。
无源滤波器是通过L、C串联或并联,使其在某次谐波产生谐振,当发生串联谐振时,使滤波器两端该次谐波的电压很小,几乎接近零,这类滤波器往往接在变压器的二次侧出口处,从而使变压器的一次侧该次谐波的分量也很小,达到对该次谐波治理的目的。
串联无源滤波器多用于对五、七、十一次谐波治理中,而且往往同时采用两组以上滤波器,谐振在五、七次,同时起补偿电容器组的作用。
目前,在电力行业中,它多用于35kV和110kV变电所的10kV母线上,两组滤波器中的电容器容量大于变电所无功补偿容量,串联电感后,谐振在五、七次谐波频率中,使无源滤波器一物二用,具体计算公式如下:当无源滤波器中,L、C串联谐振在n次谐波频率时,。
电容器和电感在工频时的参数:Xc=n2XL得,当n=5时,Xc=52XL=25XLUc=1.04U,Qc=1.04QLC当n=7时,Xc=72XL=49XL,Uc=1.02U,Qc=1.02QLC一般在电容器无串联电感时,电网额定电压为10kV,变压所母线电压在10.5kV以上,电容器额定电压多选用11kV/。
因此,用整治五次谐波的滤波器电容额定电压就常选取11.5kV/或12kV/,用来整治七次谐波的滤波器电容额定电压就常选取11kV/。
但是由于计算精度和电容器、电感器的制造精度等原因,若按计算结果数据来配备,在标准化审查时就通不过,为了保证串联滤波器能在五、七次谐波频率时谐振,我们要求电感有一定的调节范围,从而确保滤波器能正常工作。
具体调试方法如下图,调节电感,在谐波分析仪中该次谐波值最小时,则认为滤波器已调试成功。
三、谐波治理方法的总结和发展在电力系统中,供电电压波型是中心对称的,因此基本上不含有偶次谐波,主要存在在奇次谐波,而三、九次谐波可以通过Y0/Δ、Y0/Y、Y/Δ接线组别进行隔离。
而11、13次以上谐波由于其频率比较高,而且输电线路有一定电感量,对地又有一定电容量,相间及线间也有一定电容量。
因此,高次谐波在线路传输过程中衰减比较快,同时高次谐波在电网中所占的比重也不大,故在电力行业中不作为主要整治对象。
在10kV配电系统中,配变多采用Y/Y0接线,Y0(400V)侧由于有非线性用电设备,会产生三、五、七……次谐波,五、七次谐波可以用串联LC滤波器进行治理,而对三次谐波往往采用并联谐振使三次谐波在主变一次侧和二次侧之间进线隔离,其原理如下:当L、C并联谐振在三次谐波频率时,三次谐波电流流不过主变二次侧线圈,从而使主变一次侧感应不出三次谐波的电压分量,同时使中性线三次谐波电流大大下降。
a、综上所述,对于电力行业的谐波治理方法有以下四种基本方法:1、采用Y0/Δ、Y0/Y、Y/Δ接线组别的变压器,隔离三、九次谐波。
2、采用L、C串联无源滤波器,对五、七次谐波进行治理。
例如,丽水局的110kV景宁变电所由于10kV负荷中,中频炉占有较大比重,从实测数据看,主导谐波为5、7,11,13,19,32,33,34,36,38次。
补偿电容器的投入后,对低次谐波有放大作用,10kV母线电压畸变率由6%上升为8.5%,对高次谐波有一定滤波作用,而且电容投入运行后,会使电容器端电压升高,导致电容器损坏。
目前,在一、二段母线上各加一组五次和七次滤波器(容量为200kVAR×18只五次;200kVAR×12次七次)后,不但使五、七次谐波有明显压制,而且提高了功率因素,使供电量增加、线损下降。
具体测试数据如下:总谐波3次谐波5次谐波7次谐波11次谐波治理前 6.05 0.7 3.75 2.36 1.52 电容器投入8.02 0.95 5.86 4.78 1.63 治理后 3.78 0.7 1.2 0.4 1.53、采用L、C并联无源滤波器,对三次谐波电流进行阻塞。