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电力系统谐波治理的基本方法分析

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。

  3、开关电源设备谐波治理。工业用的典型设备是中频炉,目前广泛采用Y/Y0、Δ/Y0两台变压器初级并联,带两台相同容量中频炉同步运行,以提高整流时产生谐波的次数,在中频变换中进行L、C串联吸收,以减少中频谐波反射到电源侧,其接线如下图所示,

  例如,浙江省青田县特种钢厂,引进了美国生产的中频炉,采用Y/Y0、Δ/Y0两台变压器分别接中频炉,使其产生的谐波对电网的影响明显降低。

  4、变频器的谐波治理。在发达国家中是变频器和变频器谐波治理设备是配套供应的,由于变频器的设备价格和配套的变频器谐波治理设备的价格相差不多,我国的好多用户,往往只安装变频器,不安装配套的谐波治理设备。随着变频技术的推广,会使电网中的谐波影响加剧,因此希望用电管理部门做好用户工作,做到变频器与配套的谐波装置二者同时设计,一起投运。

  5、用户侧多投一些同步电动机,它一方面可以进行无功补偿,减少电压波动及电压闪变,另一方面它又能吸收一部分谐波电流,对谐波治理也有很大好处。例如,遂昌钢厂,在同步电动机全开时,110kV古市变和金溪变35kV母线的电压,谐波分量基本能在允许范围内,如果同步机停运,则这两点的电压谐波分量会超标,因此用户投入同步机对电网是有利的。

  单相电焊机它是一个谐波源,在五十年代出现过电动机带动直流发电机。直流发电机提供电焊机电源,这也是一种谐波治理方法。在三十年代,上海的电车、电镀都是用交流电动机带动直流发电机来供电车和电镀电源。但是在整流技术发展的今天,我们当然不会使用这一落后的技术手段来治理谐波,而是采用价格低廉的无源滤波器。

  在供电系统中进行谐波治理有不少困难,非线性负荷不是24小时平稳运行的,如电弧炉、中频炉在出炉时会停运,在熔化和冶炼过程中,出力又有变化,因此谐波是在变化的。所以采用一个或几个固定的无源滤波器的投切,不可能和非线性负荷变动进行同步,而目前有源滤波器又不可能大力推广。从技术上说,目前对谐波治理有一定难度,而且虽然串联L、C无源滤波器对五、七次谐波起了治理作用,但是对某次谐波在某个条件下会起放大作用,从这一点来看,希望加强用电设备的治理工作。

  在变电所补偿设备中串入一定电感,可以使之成为五、七次谐波治理设备,同时还可以起到补偿作用,以达到一物二用。但在设计方面则要请有丰富经验的设计单位设计,在浙江省可以请浙江省电力试验研究所,他们在五、七次谐波治理中已取得了很好的成果,在他们的指导下,各供电企业可以自己动手,从小到大做一些谐波治理工作,解决一些谐波污染问题,这对各供电企业的自身提高是有帮助的。


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