电力系统中谐波治理方法
在电力系统中,谐波治理需从两方面来考虑,一是产生谐波的非线性负荷;二是受谐波污染危害的电力设备和装置。要治理电力系统中的谐波,就必须从这两方面入手,可采用以下几个方法:
1、加装无源滤波器:无源滤波器由L、C、R元件构成谐波共振回路,当LC回路的谐波频率和某一次高次谐波电流频率相同时,即可阻止高次谐波流入电网。无源滤波器特点是投资少、频率高、结构简单、运行可靠及维护方便。无源滤波器缺点是滤波易受系统参数的影响,对某些次谐波有放大的可能、耗费多、体积大。
2、加装有源滤波器:有源滤波器通过对电流中高次谐波进行检测,根据检测结果输入与高次谐波成分具有相反相位电流,达到实时补偿谐波电流的目的。与无源滤波器相比具有高度可控性和快速响应性。且可消除与系统阻抗发生谐振危险。也可自动跟踪补偿变化的谐波。
3、加装无功功率静止型无功补偿装置:对于大型冲击性负荷,可装设无功功率的静止型无功补偿装置,以或得补偿负荷快速变动的无功需求,改善功率因数,滤除系统谐波,减少向系统注入谐波电流,稳定母线电压,降低三相电压不平衡度,提高供电系统承受谐波能力。
4、供电线路分开:因电源系统内有阻抗,所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸形。把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷供电线路分开,使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。
5、使用理想化的无谐波污染的供配电设备,保证设备输入和输出电流都是正弦波。
随着电力电子技术的飞速发展,在电力系统谐波治理问题上将会有更多的方法,能较有效地抑制谐波对电网的污染,提高电能质量。
ANAPF在办公楼宇的应用
项目背景:
珠海横琴口岸项目是临时边检大楼的新建项目,为边检部门电气设备提供可靠电力支持,对电能质量要求较高;用电设备主要是大功率UPS、LED显示屏、空调、照明和报检大厅动力设备等,会产生大量谐波,其谐波主要包括3、5、7、9次;不进行合理治理,将对其他电气设备产生危害,如:大量的3次谐波造成中线过热甚至发生火灾;大量谐波造成变压器局部严重过热;继电保护发生误动作等。
治理方案:
根据以往测量经验进行谐波分析与估算,谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生,该项目有1#、2#两个配电站,1#配电站有2台800kVA的变压器,2#配电站有2台1000KVA的变压器,分别采用集中治理方案,在每台变压器下加装ANAPF系列有源电力滤波器,由于安装空间有限,选择我司壁挂式有源电力滤波器进行嵌入式安装,1#配电站中#1和#2变压器下安装型号均为ANAPF75-380/BBL,2#配电站中#1和#2变压器下安装均为2台型号为ANAPF60-380/BBL的有源电力滤波器并机使用,**了整个供电系统的稳定性。
治理效果:
治理前电流波形发生畸变,三相电流畸变率分别为10.8%、11.1%、12.5%;在加装ANAPF系列有源电力滤波器后电流波形趋向正弦波,各次谐波得到有效抑制,电流畸变率明显降低,三相电流畸变率降至4.0%、4.1%、4.4%。
谐波主要危害:
增加电力设施负荷,降低系统功率因数,降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率,造成设备浪费、线路浪费和电能损失;
引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大,导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行;
产生脉动转矩致使电动机振动,影响产品质量和电机寿命;
由于涡流和集肤效应,使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热,浪费电能并加速绝缘老化;
谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度,降低设备使用寿命;
零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载,并在三角形接法的变压器绕组内产生环流,使绕组电流**过额定值,严重时甚至引发事故。
谐波会改变保护继电器的动作特性,引起继电保护设施的误动作,造成继电保护等自动装置工作紊乱;
谐波变改变了电压或电流的变化率和峰值,延缓电弧熄灭,影响断路器的分断容量;
使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差;
干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备,影响设备的正常运行。
江苏安科瑞电器制造有限公司是安科瑞电气股份有限公司(证券代码:300286 SZ.)的全资子公司,是安科瑞电量采集、电力监控、电能管理、电气安全、低压保护、智能光伏等系列产品的生产基地。公司位于江苏省江阴市,目前现代化生产厂房面积达3万平方米,电子组装生产线均采用无铅生产工艺,生产检测设备自动化程度高,公司采用**的信息管理系统,是江苏省两化融合试点企业。 公司通过在产品、技术、生产工艺上的技术积累和持续创新,围绕国家产业政策和市场导向,成功实现科技转型,由原来普通数显仪表和电量传感器的生产转到智能网络电力仪表、智能马达保护装置、智能光伏汇流装置、电能质量监控装置、电气火灾监控装置、消防电源监控设备、医用隔离电源柜、有源滤波装置、光伏汇流箱、光伏并网逆变器等产品的产业化,目前已发展成为一家集研发、生产、销售于一体的江苏省**企业。 公司还先后与上海电科所、东南大学、中国矿业大学等科研院所、高校组成产学研联合体,围绕智能电网用户端的电力监控、电能管理和电气安全开展产品研发,其中与上海电科所合作开发的“1/4抽屉柜智能马达管理单元的研发和产业化”项目被列为*科技特派员项目。 公司以用户端智能网络电力仪表及系统集成为主导产业,坚持“为客户创造**”的经营理念,走专业化、市场化、规模化道路,努力实现“立足中国、放眼世界,争做好的智能配电供应商”的战略目标,为客户提供可靠用电、节约用电、安全用电的完整解决方案,在智能电网用户端、新能源、物联网等*领域不断探索开发新产品。