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提高供配電系統質量 試試這些措施
時間:2018-09-22    來源:在補償電容器回路中串聯一組電抗器    閱讀次數:1584

為了控制諧波的泛濫、凈化供配電系統波形,提高供配電系統電能質量和效率,國家已頒布了電能質量的國家標準:《電能質量—公用電網諧波》(GB/T14549-93);《供電電壓允許偏差》(GB12325-90);《三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-95);《電力系統頻率允許偏差》(GB/T15945-95);《電壓允許波動和閃變》(GB12326-90)。

 

根據制漿造紙企業的特點,有許多不同方法可抑制諧波引起的危害。

 

一、各類大功率非線性用電設備變壓器由短路容量較大的配電網供電。

 

二、對大功率變流設備應采取下列措施:

 

1)提高整流變壓器二次側的相數和增加整流器的整流脈沖數。高次諧波電流與整流相數密切相關,即相數增多,高次諧波的最低次數變高,則諧波電流幅值變小。一般可控硅整流裝置多為6相,為了降低高次諧波電流,可以改用12相或36相。當采用12相整流時,高次諧波電流只約占全電流的1%,危害性大大降低。

 

2)當兩臺以上整流變壓器由同一段母線供電時,可將整流變壓器一次側繞組分別交替接成Y型和△形,這就可使5次、7次諧波相互抵消,而只需考慮11次、13次諧波的影響,由于頻次高、波幅值小,所以危害性減小。

 

3)設置多臺相數相同的整流裝置,使整流變壓器的二次側有適當的相角差。

 

三、選用具有三角形接線繞組的三相變壓器。

 

當變壓器有三角形接線繞組時,它提供包括3次諧波電流及其奇數倍諧波的零序電流通路,使這些諧波電流在三角形繞組內被短路,從而使變壓器饋進給配電網絡的諧波短路含量明顯減少。

 

四、在補償電容器回路中串聯一組電抗器。

 

在未加Xc前,略去電阻,諧波源In母線處的諧波電壓為:UnXsn?In;并聯了補償電容器后,則諧波源的輸入諧波電抗為:此時諧波電壓,注入系統的諧波電流Un,Isn>In,即并聯電容器使系統的諧波被放大了。如果對應某次諧波有Xsn-Xcn=0即發生諧波,則其諧波電流、電壓都趨于無窮大。為了擺脫這一諧振點,通常在電容器支路串接電抗器,其感抗值的選擇應使在可能產生的任何諧波下,均使電容器回路的總電抗為感抗而不是容抗,從根本上消除了產生諧波的可能性。

 

五、變頻器采用進線AC電抗器,出線采用DC電抗器或正弦濾波器。

 

不共用地線,分開供電電源(變頻器,受干擾設備分開供電);易受干擾的設備采用隔離電感器供電;變頻器出線與進線采用屏蔽線并接地,且分開一定距離;進、出線穿金屬管并接地;輸出使用四芯電纜(一芯接地),電機外殼接地,變頻器單獨接地;采用絕緣型電源變壓器(中性點不接地);縮短線路長度。

 

六、電力線路和通信線路敷設。

 

盡量將通信線路遠離電力線路,電源線和信號線單獨敷設,避免交叉,不能避免時必須垂直交叉,絕對不能平行敷設;信號線屏蔽層不接到電機或變頻器的地,而應該接到控制線路的公共端;必要時可采用零序電抗器、電涌吸收器、電涌抑制器,輸入抑制電抗器;使用絞線布線。

 

七、設置無源濾波器。

 

無源濾波器利用電路的諧振原理,即當發生某次諧波的諧振時,裝置對該次諧波形成低阻通路,而達到濾波的目的。在結構上它是由電力電容器、電抗器和電阻經適當組合而成,運行中與諧波源并聯,除起濾波外還兼顧無功補償的需要。無源濾波器結構簡單,造價低,運行費用也低,在吸收高次諧波方面效果明顯。但由于其結構原理上的原因,在應用中也存在著一些難以克服的缺點:

 

1)抑制較低次諧波的單調諧濾波器只對調諧點的諧波效果明顯,而對偏離調諧點的諧波無明顯效果,而實際工程設計時考慮設計投資,又不可能靠增加濾波器的方法解決。

 

2)當系統中諧波電流增大時,無源濾波器可能過載,甚至損壞設備。而且濾波效果隨系統運行情況而變化,當系統阻抗和頻率波動時,濾波效果變差。

 

3)當系統阻抗和頻率變化時,可能與系統發生并聯諧振,使裝置無法運行,甚至使整個濾波系統無法正常運行。

 

4)此外,最重要的無源濾波器只可以過濾一種諧波成分,如果過濾不同諧波,則要分別連接不同的濾波器。

 

八、設置有源濾波器。

 

有源電力濾波器(APF)是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償,之所以稱為有源,顧名思義該裝置需要提供電源,其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統的只能固定補償),實現了動態跟蹤補償,而且可以既補諧波又補無功;三相電路瞬時無功功率理論是APF發展的主要基礎理論;APF有并聯型和串聯型兩種,前者用的多;并聯有源濾波器主要是治理電流諧波,串聯有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。有源濾波器同無源濾波器比較,治理效果好,主要可以同時濾除多次及高次諧波,不會引起諧振。主要問題是成本較高。

 

總之,諧波的影響是一種累積效應,比如絕緣老化,運行初期并不明顯,但隨著運行時間的延續就會顯露出來,造成檢修周期縮短,電氣設備的運行成本顯著增加。尤其對DCS通信系統的影響更不能忽視。解決制漿造紙配電系統中的諧波問題,要從工程初期制定合理有效的抑制諧波措施。

 

 

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