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低压配电网三次谐波污染治理

三相隔离<a href=http://www.12sc.cn/bianyaqi/ target=_blank class=infotextkey>变压器</a>


    现代电力系统中的精密电子设备,如计算机、控制系统需要稳定的高品质的供电电压。随著电力染问题日益严重,各国纷纷出台治理措施和相关标准,对产生电力污染的设备提出明确的限制。

    治理电能污染的对策--为了适应电力市场发展,我国于1995年通过了《电力法》,并于1996年4月1日起实施。《电力法》规定:“用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序”(第三十二条),“供电企业应当保证供给用户的供电质量符合国家标准”(第二十八条),“上网电价实行同网同质同价”(第三十七条)。这些规定为电能质量市场运作提供了基本准则。市场化运作就是以“标准”为中心展开的,必须吃透和掌握“标准”的内容。

    在电能质量治理上必须遵循《电力法》规定,“谁污染、谁治理”的原则。对于新投产的项目,必须根据用户用电负荷性质给电能污染造成的程度,加装消除电能污染的设备。如:我国国家技术监督局于1993年颁佈了国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》,标准给出了公用电网谐波电压、谐波电流的限制值。中频电炉是一种将工频50赫兹交流电转变为中频(300赫兹以上至10千赫兹)的电源装置,应用电磁感应原理的加热设备,广泛用于有色金属和黑色金属和熔炼、加热。中频电炉在运行时注入电网的谐波电流严重超标。由于目前中频电炉的使用比较普遍,故对电网造成严重的谐波污染和干扰影响,威胁到电网设备的安全运行。因此,根据“谁污染,谁治理”的原则,必须让谐波源用户就地采取抑制谐波的措施,将谐波水平限制在国标允许值范围之内,这是最经济有效的。对于早已投产的项目,目前在管理上应加大宣传力度,提高用户对电能质量重要性认识。根据2001年,国家电力公司下发的《关于进一步提高用户电压质量管理的指导意见》中规定,供电部门应对配变台区的电压质量进行24小时轮测。如按此规定,发现电能污染超过“标准”,用户应采取措施,加装消谐、抑制谐波设备,必要时依据《电力法》规定:“用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序”(第三十二条),运用法律手段治理电能污染。

   完善电能质量的测量,建立健全电能质量监督管理体系。1998年,电力工业部颁发了《电网电能质量技术监督管理规定》〔电综(1998)211号文〕,该文规定了国家电力公司是负责全国电网电能质量技术监督归口管理部门,以各级电力调度部门为中心,逐步加强对电能质量指标的全面运行监测。这里“全面”的含义,包括电能质量指标的全面性、时间上连续性和监测上普及性,使本系统的电能质量受到全面、实时监测,其相关的统计数据最终能真实反映用户电能质量状况:电能质量不定期的监测;电能质量问题的技术咨询和服务;电能质量纠纷的仲裁;测量仪器、仪表的管理;改善电能质量技术措施的开发和应用等。全国电网电能质量技术监督归口管理部门,应当定期和不定期公佈电网、电能质量状况和电能污染用户。

   应用新技术、新设备,消除电能污染,提高电能质量,减少电压波动及闪变。针对这些需要短时冲击功率的大型电动机用电设备的频繁启动,现在普遍采用降压启动,并联装设静止无功补偿随机装置,可有效减小波动的谐波量,同时,可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡,还可补偿功率因数。电压波动及闪变已得到很好改善。

  治理谐波-谐波的治理一是抑制谐波;二是在谐波源处吸收谐波电流。

抑制谐波电流主要有三方面的措施:降低谐波源的谐波含量,也就是在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。

  具体方法有:增加整流器的脉动数。增加整流脉动数,可平滑波形,减少谐波。如:整流相数为6相时,5次谐波电流为基波电流的18.5%,7次谐波电流为基波电流的12%;如果将整流相数增加到12相,则5次谐波电流可下降到基波电流的4.5%,7次谐波电流下降到基波电流的3%。

三相整流变压器采用Y-d(Y/Δ)或D、Y(Δ/Y)的接线。这种接线可消除3的倍数次的高次谐波,这是抑制高次谐波的最基本的方法。

   选择合理的供电电压,併尽可能保持三相电压平衡,可以有效地减小谐波对电网的影响。谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电,承受谐波的能力将会增大。一是对谐波源负荷由专门的线路供电,减少谐波对其他负荷的影响,也有助于集中抑制和消除高次谐波;二是合理选用运行方式,现在“手拉手环网”虽然提高了供电可靠性,但是对谐波污染构成通道,应当及时调整运行方式;三是在谐波源处吸收谐波电流,此种方法是对已有的谐波进行有效抑制,这是电力系统目前使用最广泛的抑制谐波方法,主要有以下三种:加装无源滤波器。无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,即用户非线性负载侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,无源滤波是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。

   加装有源滤波器。与无源滤波器相比,APF具有高度可控性和快速响应性,能补偿各次谐波,可抑制闪变、补偿无功,有一机多能的特点;在性价比上较为合理;滤波特性不受系统阻抗的影响,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著的谐波。

    改造并联电容器组,采取串联电抗器。在电网中的各变电站母线侧并联补偿电容器组起改善功率因数和调节电压的作用,采取串联电抗器,将电容器组的某些支路改为滤波器,根据谐波次数,合理计算选用电容器、电抗器和电阻器,适当组合而成滤掉该次谐波,还要采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大。

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