供电系统中的谐波治理及无功补偿.docx

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1、供电系统中的谐波治理及无功补偿I谐波对年期性非正弦电旗进行傅立叶统数分解.除了和刎与电网革波顿率相同的小罩.还依J到系升大于电网基波顿车的献M,这都分电Ift被称为i?i波，谐波领事。及波顿等的比值s=ftvn称为谐波次数.谐波事实上是-WI扰Iib使电网受到“污染其械军依图一1为2Wn(40.2谐波过向公用电网注入谐波电流或在公M电网上产生谐波电压的电气谀符例为谐波源.具书11强性特性的电气设每是主要的谐波源,针对大津港这特定供电环境由W.经大解电科院浦试.十卷的谐波源是采纳文交及安猱词速的田头机械,这包设备取用的电流是非正弦形的.K谐波，Rf靛1：系统正弦电FR产生崎变.谐波电流的所取决谐

2、波海i2备本身的特性及具工作状况，而与电网淤散无关，故可视为恒而海.各种曷用笆电路产生的谐波次数与其电路形式盯关，林为谖电路的特征谐波，除特征谐波外，在三相电度不平衡,触发曲冲不对核或II3定工作”:态R上述电路还会产生非拘在谐波.进行谐波分析和计算量有袁义的是特征谐波.15.7.II,13次等.当电IH按仃多个谐波德时,由各谐波源的同次谐波电藻竟量的相位不同,其和将小于各电扇的算术和.变压器激磁电流中含有3.5,7等各次谐波(fi1.由于变压潺的1副边跳组中总6-母为角形接法，为3次谐波供应了通路，故3次谐波电液不能入电M,但当各相激窗电说不平衡时，可使3次谐波的残余玳(Ai彩可达20)逃入

3、电M-3谐波传输对多电压等级的电网.耳谐波的特点是谐波电波由低反|流向高MJ.1小M则参数无关,可视为恒衽源.谐波电压由用压倒传输到低压制，可视为恒压源.在进行谐波分析时，就是依率这个也则构造电网的谐波等效电路，3.1电网无件的叙率特性在谐波领率苞区内,由丁涡流和戏磁场作用.电M尤件的谐波参数要考虑长战效向.即发MiS和导线的等效电见RH1.做率的上升而惭加.等效电炒1.前顿率的上升而降低.电法.耳修和电容身的电容CM本不随领率变更而保持恒定.负毅用抗与续季的关系依负我的不同而讣.3.2电网等效电路电M可以由电网各元件的谐波等故R”、加和Cn阻成等效臂络.相N称电阳的等效电界图通常栗纳生相去示

4、.依据等效电路计算各做率下的节力0的矩阵Yn,求出与抗Zn.i1.算谐波电压Un=Zn1.n.4谐波1箱为使电网谐波电在保持在允许俄以下.必需限制谐波源注入电臂的谐波电潦聚.大多数工业发达W家相潍州定了电M谐波管理的标港或规定.谐波管理标准的制定是里于电Si相存性的吼姬，即在个共同的电磁环境中，电气设备既能正常工作又不得过家地干扰这个环境我出己卜1典3年做布了IH刖电力系统谐波的国家标准电徙境嫌:公用电网谐波GBTI4549-93),规定了公用电网谐波电板限点和用户向公用电网注入谐波电流的允许也5谐波欣然谐波墙加电气设缶的热糊把.干扰凡功能落至引发故障.为外谐波可对信忠系统产生较本糊含干扰.5

5、.1 电动机谐波电压在电动机坦路网抗上产生的谐波电流和电动机负样某液电流I也使设备产生附加热担任.井H在电动机总动时尚洁发展成I扰力知，谐波电流和负序4波电说行效值之和殁不得大于电动机额定电泡Icft=J5-10.5.2 电容器谐波可使电容端过洗发热.石关规程规定电容器长期匚作电流小将超过1.3倍嵌定电荒(UUn).位谐波源旁边的电容或甘浓波电齐SS通常核较高的电流有效值特殊Mi.5.3 电彳装置谐波电仄可使必间管他发装理发生触发错误，甚至导致设法故田,谐波也会对电网音领以M系统和计算机产生不电影啊.5.4 通讯系统在2.5kHz以下导段间电爆电容1合作用前频率他近似线性上升,特殊企较岛次谐波

6、会对通讯及信息处理设备产生干扰.6谐波抑制将:.相桥式电路的脓动敝从6提高到12.可消退5次、7次谐波.将多个谐波观按同-段母线.和M谐波的相互补偿作用也Ur扉低电网谐波含Ii1.当谐波M留出规程允许KI成柠电网在谐波范IH内在谐振时,通常设?I单那谐泄波薄汲取特征谐波“对于”次及以上的谐波.可设H个俞通沙波器.双波路也会汲取电M原有谐波并可能导致过鱼荷.般通过调够失诺率.降区品项内数或%通过附加电f装置限制电流值来龙开过负荷.电容；可通过申联电抗器形成谐波培塞网络.以防止电容器谐波过负荷.一股神：1：联谑报属率定在250HZ以下.7电网中含有谐波状况下的无功补偿7.1 对原仃变流器角荷的外修

7、当电网接有谐波淞例物例如攵而然等)时.不能将补铁电杏洪干Ift接干电M.闪为电容甥。电网阻扰形成并联谐振向路，在时语报频率避行估算时，可以依据电M板路功率Sk和电容器改波补偿咨MQJ计靛V尸HQdfk)在5次谐波短率下电网具有谐振.并取双抗XP大大上升,由谐波激发出的5次谐波电流流入靖抵网路后，会产生很高的谐波电压，谐波电压费想在基液电IE上，导致电压波形发生蛤变,在电网和电叁Jft之间St渣的平热电流可达谐波源发出的电流的数倍,即谐波放大,此时变儿和电杏戕承殳大于正常状况的华荷.tm.1.ew运行F过负荷状态,加逆维绿&化,我至击穿爆Jtb可以依据电网阻抗和电容;S容抗预先计口出并联语板顿车

8、，训壑电容器容聚配置.使井联诙报荻率与特征谐波顿率保拈西定的距高,避开谐波放大.但居实际的电Mm抗不为常ft.而时常处于不断变更之中,很碓完全避开谐椽.特殊当电容不分01调整运行时,状况更切“用.当须要对接有谐波源设落的电网进行计卷时.必诟实行技术排使.将外联游幅点移到平安位置.血实践注明Ai牢钵的方法就是在电容算网路中小联电抗：,7.2 电一耦回路串电执电容器小电机后形成个小联调撤回路.在谐照知率下呈现出很低的用抗(理论上为0).假如事联游振轶率与电M特荏谐波嫉率样.如成为观滋波M路.假加只汲取少嫉谐波.Wifi：jiKjI-IKi.失谐波网路的主要用途是防止谐波放大.泄波效果不大.何路申或

9、谓振城率通常低于电网的最低次特征谐波领率,即设定为必拔匆I率的3.84.2倍.工程计。公式为：电抗潺电抗X1.=电容器容抗XC的百分比(X)或齐:电抗器功率Q1.=电容器用波容IitQC的仃分比(X)电抗器电抗或容Ift一殁为电容得容抗或容Irt的6-7。在选择XX时，谐振次数为V=4.O8.失谐渔波网路只汲取少做5次及以上的谐波.谐波浪产生的谐波的大部分流入电网.电容器本尿依!Kff1.科达到的功率因数位碉定.纯波波路的t安用途是汲取谐波.同时补偿然波无功功率.在中联渐振状态下.浅波回路的合成明抗XS接近于0,因此可对相关清波形成-fi(-.在谐接领率以下波波Iq咯R容性.因此使鸵脩出杏性基

10、波无功功率以扑便影性Jt功功率.在谐振频率以上波波回路呈感性.由于递液网路在谐振点以下里养性所以在具特征演率以下又与电网电陵形成并联诙抵网路假如在这个频率范困内没仃特征请波,则并联谐振对电网不会产生危杏.设计迪波网路Bb应从域低次谐波起先，例如对于6肺功桥式交流器的谐波，应从5次谐波把无役置浊波网跻.多个滤i网路的并联谐板城率.当电容抽形楂线.则/波H路的芾也较本般设定为整在谐波频率的96-我.以使平蚤电网的嫉率波动和环境温度变更引起的电容fit的麦更谜波回路除/输出生波无助功率外,还要承受谐波负荷多个不同i%探然率的海波擀在两个过。点间会出现个并联谐拣点.7.3 滤波网路的无功功率词第由十注

11、波回路的主要任务是汲取电阳谐波,所以限IW了对荔波无功功率进行调整的地续性,只徙对在个时路进行投切,投入的依次为从低次到高次，切除的依次为从码次到低次，对于在Irt较大的补偿池波装A,可以实行纯泌波路和失i怕电波路结含的方法,即纯流液川路固定运行,卡卜便械本例荷.失清濡波网路作为调够运行.时干低压谐波装?1.也可以实行多个同次泣浪网路并联的方法，但需用面以F两点：A失谐浊波W路可以井底运行，用于对迪波效果没有严格要求的场所.b)同次制谐池波向路并联运行会出现问题,在谐振频率FPI路IU抗理论上为0.但事实上电说不行能在2个支路间平均安排，共主要缘由：一由J元件制作谟差、环境B度受史、电容Je老

12、化和元件容丝的动作等因素影D.导致各支路阻抗不为0,并且互有整异.电监和电方的谢谐精收的限制.不行健将两个支路的金效调如完全一样,假如两个网次找波网路中的一个在特征谐波顿奉下1A想性.一个出杏性.则会产生并联谐fti.使谐波放大.假图势过势济技术比较须要果热并联方式,J以将两个文珞均弱为在特征谐波箱率下呈翅性.trv1.各支跳电阻接近.可以较好斛决电流安推问跣.似是注液效果要降低.假如Ht要汲取谐波,又要保挣因禁的收拄性，可以采纳并联支路的方式，即若I个同次浊波臼路同时接入电14a支路的电咨同时并联，形成一个总的泄波网路，谓壑时可以投切其中的一个攻多个井我支路,这种方式不会出现支路间的并联谊振

13、，同时提网了池波收JK.除了时电在潺分组调整以外，时于负缺波动常见的场合，采鲂动茶补偿及汤拔尖置足H住的解决方案.7.4 滤波回路的选择选挣浊波网络有以下两个吼则：*）主要Mr汲取谐波降低电网电压马变延液无功补偿居次瞿史置-h）提高电网功率闪散，同时汲取i吉波.电容器容及按无功补恺的察求配置.7.5 滤波网路的效吨在谐振轶率下泄波同路仍IH共有电U1.内光会产生损耗.图6政理图中超视了全部其他负蜕,包括电观电容.但并不影响计观精确度.电容器容城越小,谐振曲戌越及，旦失谐,会行大Sti皆波电流进入电M.电容册容R越大.池波效果也厘好.从旗囚数变更时谐振曲蝶“在特征谐波为边变更，在池波!S因港领车

14、与谐波顿率相等或相近的状况K,W数越高，沌波效果越好.考虑到电容器和电抗器制造技术和费用等条件，品般因数股花3080之何.谐波分流特性只近用r谐波源和港波哥也定状态,在谐波源（例B可逆轧机传动）动志变更过程中清波电流的华次变更均会引起洸波相盛荡.波波戕H路电胤越火（&疾IStk第小）,则候将时间超，3但浅波效果要降低.对于顿聚变更的谐波源负战.在过波过程期间，电网要收受较大的谐波电滋.7.6 电网分析与计算设iH卜借装置和滤波回路时.除了计第选界元部件叁数外对丁特定的供电系统还维蚣进行详细电冏分析,模拉出设笛投入后预期的牧果.浅析供电系统中谐波的危右及其抑制措施I谐波是怎样产生的电力系统的谐波

15、是电力系统电压波形产生畸变的表征港潴的产生来自于电力电子设符.11我性IU抗谀备知共它方面的干扰.天中电:我备谓彼源的韭本元件大部分栗纺非找件元件.工作波形为非iE弦波.石的产晶是切电正弦波执行工作的，如可控硅鬃流电能齐；有的产品是将行流淞变换成方波工作.W!S.开关电源等这些产品与电力系统发生关系时，都雁使电力系统的M波产生大M的崎变。而攀线性IU抗收招常利用将抗涡流工作或利用容性电肉做功，如电算机、电抗拓、移应炉,电Mi炉等.这些产品在运行时可使电流产生大幅收地浪涌、尖冰冲.造成电力系统的柴波产生崎变.形成电源污型.2电力谐波造成的危咨对于电力系统来设，电力谐波的他出上要收现皆以下几方面：2.1 指加箱.他和用电收各的额外附加摘耗.使谀饴的温度过热,得低设%的利用率和经济效益.由于诺波电流的顿率为某波频率的侪妆倍,高领电流流过导体时.因集秩效应的作用.使导体时谐波电流的有效电用增加.从而靖加/设备的功率损耗、电解粕耗,使球体的发热严峻.2.1.1 冶加场电找路的功耗谐波电流使输电姚路的电能损耗拢加，当注入电网的游波顿室位于在网络谐振点务边的i三报区内时，对输电线P）公造成绝绿击穿.由广谐波次数跖频率上升,再加之电观导体检面枳越大的肤效应超明显.从而导段导体的河通电阻增大.使称电缆的允许通过电流减小.与架空