諧波處理基本入門

1、供電系統(tǒng)中的諧波治理及無功補償（上海以華電氣技術(shù)有限公司）1諧波對周期性非正弦電量進行傅立葉級數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量被稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1)稱為諧波次數(shù)。諧波實際上是一種干擾量，使電網(wǎng)受到“污染”。其頻率范圍一般為2n40。 2諧波源向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)上產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備稱為諧波源。具有非線性特性的電氣設(shè)備是主要的諧波源，針對天津港這一特定供電環(huán)境而言，經(jīng)天津電科院測試，主要的諧波源是采用交-直-交及變頻調(diào)速的碼頭機械，這些設(shè)備取用的電流是非正弦形的，其諧波分量使系統(tǒng)正弦電壓產(chǎn)生

2、畸變。諧波電流的量取決于諧波源設(shè)備本身的特性及其工作狀況，而與電網(wǎng)參數(shù)無關(guān)，故可視為恒流源。各種晶閘管電路產(chǎn)生的諧波次數(shù)與其電路形式有關(guān)，稱為該電路的特征諧波。除特征諧波外，在三相電壓不平衡，觸發(fā)脈沖不對稱或非穩(wěn)定工作狀態(tài)下，上述電路還會產(chǎn)生非特征諧波。進行諧波分析和計算最有意義的是特征諧波，如5，7，11，13次等。當(dāng)電網(wǎng)接有多個諧波源時，由于各諧波源的同次諧波電流分量的相位不同，其和將小于各分量的算術(shù)和。變壓器激磁電流中含有3，5，7等各次諧波分量。由于變壓器的原副邊繞組中總有一組為角形接法，為3次諧波提供了通路，故3次諧波電流不流入電網(wǎng)。但當(dāng)各相激磁電流不平衡時，可使3次諧波的殘余分量(

3、最多可達20%)進入電網(wǎng)。3諧波傳輸對于多電壓等級的電網(wǎng)，其諧波的特點是諧波電流由低壓側(cè)流向高壓側(cè)，其大小基本上與高壓側(cè)參數(shù)無關(guān)，可視為恒流源。諧波電壓由高壓側(cè)傳輸?shù)降蛪簜?cè)，可視為恒壓源。在進行諧波分析時，就是根據(jù)這個原則構(gòu)造電網(wǎng)的諧波等效電路。3.1電網(wǎng)元件的頻率特性在諧波頻率范圍內(nèi)，由于渦流和漏磁場作用，電網(wǎng)元件的諧波參數(shù)要考慮長線效應(yīng)，即變壓器和導(dǎo)線的等效電阻R隨頻率的上升而增加，等效電感L隨頻率的上升而降低。電纜、導(dǎo)線和電容器的電容C基本不隨頻率變化而保持恒定。負載阻抗與頻率的關(guān)系依負載的不同而異。3.2電網(wǎng)等效電路電網(wǎng)可以由電網(wǎng)各元件的諧波參數(shù)Rn、In和Cn組成等效網(wǎng)絡(luò)。三相對稱電

4、網(wǎng)的等效電路圖通常采用單相表示。根據(jù)等效電路計算各頻率下的節(jié)點導(dǎo)納矩陣Yn，求出阻抗Zn，計算諧波電壓Un=ZnIn。 4諧波限值為使電網(wǎng)諧波電壓保持在允許值以下，必須限制諧波源注入電網(wǎng)的諧波電流量。大多數(shù)工業(yè)發(fā)達國家相繼制定了電網(wǎng)諧波管理的標準或規(guī)定。諧波管理標準的制定是基于電磁相容性的原則，即在一個共同的電磁環(huán)境中，電氣設(shè)備既能正常工作，又不得過量地干擾這個環(huán)境。 我國已于1993年頒布了限制電力系統(tǒng)諧波的國家標準電能質(zhì)量:公用電網(wǎng)諧波(GB/T14549-93)，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓限值和用戶向公用電網(wǎng)注入諧波電流的允許值。 5諧波危險諧波增加電氣設(shè)備的熱損耗，干擾其功能甚至引發(fā)故障。

5、另外諧波可對信息系統(tǒng)產(chǎn)生頻率耦合干擾。5.1電動機諧波電壓在電動機短路阻抗上產(chǎn)生的諧波電流和電動機負序基波電流I一起使設(shè)備產(chǎn)生附加熱損耗，并且在電動機起動時容易發(fā)展成干擾力矩。諧波電流和負序基波電流有效值之和一般不得大于電動機額定電流Ie的5%10%。5.2電容器諧波可使電容器過流發(fā)熱。有關(guān)規(guī)程規(guī)定電容器長期工作電流不得超過1.3倍額定電流(Ic=CUn)。位于諧波源附近的電容器或者濾波電容器通常按較高的電流有效值特殊制造。5.3電子裝置諧波電壓可使晶閘管觸發(fā)裝置發(fā)生觸發(fā)錯誤，甚至導(dǎo)致設(shè)備故障。諧波也會對電網(wǎng)音頻控制系統(tǒng)和計算機產(chǎn)生不良影響。5.4通訊系統(tǒng)在2.5kHz以下導(dǎo)線間電感電容耦合作

6、用隨頻率呈近似線性上升，特別是較高次諧波會對通訊及信息處理設(shè)備產(chǎn)生干擾。 6諧波抑制將三相橋式電路的脈動數(shù)從6提高到12，可消除5次、7次諧波。將多個諧波源接于同一段母線，利用諧波的相互補償作用也可降低電網(wǎng)諧波含量。當(dāng)諧波量超出規(guī)程允許值或者電網(wǎng)在諧波范圍內(nèi)有諧振時，通常設(shè)置單調(diào)諧濾波器吸收特征諧波。對于13次及以上的諧波，可設(shè)置一個高通濾波器。濾波回路也會吸收電網(wǎng)原有諧波并可能導(dǎo)致過負荷。一般通過調(diào)整失諧率，降低品質(zhì)因數(shù)或者通過附加電子裝置控制電流值來避免過負荷。電容器可通過串聯(lián)電抗器形成諧波阻塞回路，以防止電容器諧波過負荷。一般將串聯(lián)諧振頻率定在250Hz以下。7電網(wǎng)中含有諧波情況下的無功

7、補償7.1對原有變流器負荷的補償當(dāng)電網(wǎng)接有諧波源負載(例如變流器等)時，不能將補償電容器直接接于電網(wǎng)，因為電容器與電網(wǎng)阻抗形成并聯(lián)諧振回路，在對諧振頻率進行估算時，可以根據(jù)電網(wǎng)短路功率Sk"和電容器基波補償容量Qc1計算Vr=F(Qcl/Sk")。在5次諧波頻率下電網(wǎng)具有諧振，并聯(lián)阻抗Xp大大升高，由諧波源發(fā)出的5次諧波電流流入諧振回路后，會產(chǎn)生很高的諧波電壓，諧波電壓疊加在基波電壓上，導(dǎo)致電壓波形發(fā)生畸變。在電網(wǎng)和電容器之間流動的平衡電流可達諧波源發(fā)出的電流的數(shù)倍，即諧波放大，此時變壓器和電容器承受大于正常情況的負荷，特別是電容器，長期運行于過負荷狀態(tài)，加速絕緣老化，甚至

8、擊穿爆炸?？梢愿鶕?jù)電網(wǎng)阻抗和電容器容抗預(yù)先計算出并聯(lián)諧振頻率，調(diào)整電容器容量配置，使并聯(lián)諧振頻率與特征諧波頻率保持一定的距離，避免諧波放大。但是實際的電網(wǎng)阻抗不為常數(shù)，而時常處于不斷變化之中，很難完全避開諧振，特別當(dāng)電容器分組調(diào)節(jié)運行時，情況更為復(fù)雜。 當(dāng)需要對接有諧波源設(shè)備的電網(wǎng)進行補償時，必須采取技術(shù)措施，將并聯(lián)諧振點移到安全位置，而實踐證明最可靠的方法就是在電容器回路中串聯(lián)電抗器。7.2電容器回路串電抗電容器串電抗后形成一個串聯(lián)諧振回路，在諧振頻率下呈現(xiàn)出很低的阻抗(理論上為0)。如果串聯(lián)諧振頻率與電網(wǎng)特征諧波頻率一致，則成為純?yōu)V波回路。如果只吸收少量諧波，則稱為失諧濾波回路。失諧波回路

9、的主要用途是防止諧波放大，濾波效果不大，回路串聯(lián)諧振頻率通常低于電網(wǎng)的最低次特征諧波頻率，即設(shè)定為基波頻率的3.84.2倍。工程計算公式為:電抗器電抗XL=電容器容抗Xc的百分比(X%)或者:電抗器功率QL=電容器基波容量QC的百分比(X%)電抗器電抗或容量一般為電容器容抗或容量的6%7%。在選擇X=6%時，諧振次數(shù)為V=4.08。失諧濾波回路只吸收少量5次及以上的諧波，諧波源產(chǎn)生的諧波的大部分流入電網(wǎng)，電容器容量根據(jù)預(yù)計達到的功率因數(shù)值確定。純?yōu)V波回路的主要用途是吸收諧波，同時補償基波無功功率。在串聯(lián)諧振狀態(tài)下，濾波回路的合成阻抗Xs接近于0，因此可對相關(guān)諧波形成“短路”。在諧振頻率以下濾波

10、回路呈容性，因此能夠輸出容性基波無功功率以補償感性無功功率。在諧振頻率以上濾波回路呈感性。由于濾波回路在諧振點以下呈容性，所以在其特征頻率以下又與電網(wǎng)電感形成并聯(lián)諧振回路。如果在這個頻率范圍內(nèi)沒有特征諧波，則并聯(lián)諧振對電網(wǎng)不會產(chǎn)生危害。設(shè)計濾波回路時，應(yīng)從最低次諧波開始，例如對于6脈動橋式變流器的諧波，應(yīng)從5次諧波開始設(shè)置濾波回路。多個濾波回路的并聯(lián)諧振頻率。當(dāng)電容器采用形接線，則濾波回路的諧振頻率一般設(shè)定為特征諧波頻率的96%98%，以便平衡電網(wǎng)的頻率波動和環(huán)境溫度變化引起的電容量的改變，濾波回路除了輸出基波無功功率外，還要承受諧波負荷，多個不同諧振頻率的濾波器在兩個過0點間會出現(xiàn)一個并聯(lián)諧

11、振點。7.3濾波回路的無功功率調(diào)節(jié) 由于濾波回路的主要任務(wù)是吸收電網(wǎng)諧波，所以限制了對基波無功功率進行調(diào)節(jié)的靈活性，只能對各個回路進行投切，投入的順序為從低次到高次，切除的順序為從高次到低次。對于容量較大的補償濾波裝置，可以采取純?yōu)V波回路和失諧濾波回路結(jié)合的方法，即純?yōu)V波回路固定運行，補償基本負荷，失諧濾波回路作為調(diào)節(jié)運行。 對于低壓諧波裝置，也可以采取多個同次濾波回路并聯(lián)的方法，但需注意以下兩點:a)失諧濾波回路可以并聯(lián)運行，用于對濾波效果沒有嚴格要求的場所。b)同次調(diào)諧濾波回路并聯(lián)運行會出現(xiàn)問題。在諧振頻率下回路阻抗理論上為0，但實際上電流不可能在2個支路間平均分配，其主要原因:由于元件制

12、作誤差、環(huán)境溫度變化、電容器老化和元件容絲的動作等因素影響，導(dǎo)致各支路阻抗不為0，并且互有差異。電感和電容的調(diào)諧精度的限制。不可能將兩個支路的參數(shù)調(diào)得完全一樣。如果兩個同次濾波回路中的一個在特征諧波頻率下呈感性，另一個呈容性，則會產(chǎn)生并聯(lián)諧振，使諧波放大。如果經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較需要采用并聯(lián)方式，可以將兩個支路均調(diào)為在特征諧波頻率下呈感性，即r<v×l，各支路電阻接近，可以較好解決電流分配問題，但是濾波效果要降低。如果既要吸收諧波，又要保持調(diào)節(jié)的靈活性，可以采用并聯(lián)支路的方式，即若干個同次濾波回路同時接入電網(wǎng)，各支路的電容同時并聯(lián)，形成一個總的濾波回路，調(diào)節(jié)時可以投切其中的一個或多

13、個并聯(lián)支路。這種方式不會出現(xiàn)支路間的并聯(lián)諧振，同時提高了濾波效果。除了對電容器分組調(diào)節(jié)以外，對于負載波動頻繁的場合，采用動態(tài)補償及濾波裝置是最佳的解決方案。 7.4濾波回路的選擇選擇濾波回路有以下兩個原則:a)主要用于吸收諧波，降低電網(wǎng)電壓畸變，基波無功補償居次要位置。b)提高電網(wǎng)功率因數(shù)，同時吸收諧波，電容器容量按無功補償?shù)囊笈渲谩?.5濾波回路的效應(yīng)在諧振頻率下濾波回路仍然具有電阻，因此會產(chǎn)生損耗。圖6原理圖中忽略了所有其他負載，包括電纜電容，但并不影響計算準確度。電容器容量越小，諧振曲線越陡，一旦失諧，會有大量諧波電流進入電網(wǎng)。電容器容量越大，濾波效果也越好。品質(zhì)因數(shù)改變時諧振曲線只在

14、特征諧波附近變化，在濾波器調(diào)諧頻率與諧波頻率相等或相近的情況下，品質(zhì)因數(shù)越高，濾波效果越好?？紤]到電容器和電抗器制造技術(shù)和費用等條件，品質(zhì)因數(shù)一般在3080之間。諧波分流特性只適用于諧波源和濾波器穩(wěn)定狀態(tài)，在諧波源(例如可逆軋機傳動)動態(tài)變化過程中，諧波電流的每次改變均會引起濾波器震蕩，濾波器回路電阻越大(品質(zhì)因數(shù)越小)，則震蕩時間越短，但濾波效果要降低。對于頻繁變化的諧波源負載，在過渡過程期間，電網(wǎng)要承受較大的諧波電流。7.6電網(wǎng)分析與計算設(shè)計補償裝置和濾波回路時，除了計算選擇元器件參數(shù)外，對于特定的供電系統(tǒng)還需要進行具體電網(wǎng)分析，模擬出設(shè)備投入后預(yù)期的效果。如何選擇低壓無功功率補償裝置&#

15、160;   無功功率補償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。一、按投切方式分類:    1. 延時投切方式    延時投切方式即人們熟稱的"靜態(tài)"補償方式。這種投切依靠于傳統(tǒng)的接

16、觸器的動作，當(dāng)然用于投切電容的接觸器專用的，它具有抑制電容的涌流作用，延時投切的目的在于防止接觸器過于頻繁的動作時，電容器造成損壞，更重要的是防備電容不停的投切導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩，這是很危險的。當(dāng)電網(wǎng)的負荷呈感性時，如電動機、電焊機等負載，這時電網(wǎng)的電流滯帶后電壓一個角度，當(dāng)負荷呈容性時，如過量的補償裝置的控制器，這是電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個角度，即功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關(guān)系。通過補償裝置的控制器檢測供電系統(tǒng)的物理量，來決定電容器的投切，這個物理量可以是功率因數(shù)或無功電流或無功功率。    下面就功率因數(shù)型舉例說明。當(dāng)這個物理量滿足要求時

17、，如cos超前且>0.98，滯后且>0.95，在這個范圍內(nèi)，此時控制器沒有控制信號發(fā)出，這時已投入的電容器組不退出，沒投入的電容器組也不投入。當(dāng)檢測到cos不滿足要求時，如cos滯后且<0.95，那么將一組電容器投入，并繼續(xù)監(jiān)測cos如還不滿足要求，控制器則延時一段時間（延時時間可整定），再投入一組電容器，直到全部投入為止。當(dāng)檢測到超前信號如cos<0.98,即呈容性載荷時，那么控制器就逐一切除電容器組。要遵循的原則就是：先投入的那組電容器組在切除時就要先切除。如果把延時時間整定為300s，而這套補償裝置有十路電容器組，那么全部投入的時間就為30分鐘，切除也這樣。在這段

18、時間內(nèi)無功損失補只能是逐步到位。如果將延時時間整定的很短，或沒有設(shè)定延時時間，就可能會出現(xiàn)這樣的情況。當(dāng)控制器監(jiān)測到cos0.95，迅速將電容器組逐一投入，而在投入期間，此時電網(wǎng)可能已是容性負載即過補償了，控制器則控制電容器組逐一切除，周而復(fù)始，形成震蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。是否能形成振蕩與負載的性質(zhì)有密切關(guān)系，所以說這個參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場情況整定，要在保證系統(tǒng)安全的情況下，再考慮補償效果。    2. 瞬時投切方式    瞬時投切方式即人們熟稱的"動態(tài)"補償方式，應(yīng)該說它是半導(dǎo)體電力器件與數(shù)字技術(shù)綜合

19、的技術(shù)結(jié)晶，實際就是一套快速隨動系統(tǒng)，控制器一般能在半個周波至1個周波內(nèi)完成采樣、計算，在2個周期到來時，控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號了。通過脈沖信號使晶閘管導(dǎo)通，投切電容器組大約20-30毫秒內(nèi)就完成一個全部動作，這種控制方式是機械動作的接觸器類無法實現(xiàn)的。動態(tài)補償方式作為新一代的補償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在很多開關(guān)行業(yè)廠都試圖生產(chǎn)、制造這類裝置且有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯的裝置。當(dāng)然與國外同類產(chǎn)品相比從性能上、元器件的質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還有一定的差距。     動態(tài)補償?shù)木€路方式    (1)LC串接法原理如圖1所

20、示    這種方式采用電感與電容的串聯(lián)接法，調(diào)節(jié)電抗以達到補償無功損耗的目的。從原理上分析，這種方式響應(yīng)速度快，閉環(huán)使用時，可做到無差調(diào)節(jié)，使無功損耗降為零。從元件的選擇上來說，根據(jù)補償量選擇1組電容器即可，不需要再分成多路。既然有這么多的優(yōu)點，應(yīng)該是非常理想的補償裝置了。但由于要求選用的電感量值大，要在很大的動態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所以體積也相對較大，價格也要高一些，再加一些技術(shù)的原因，這項技術(shù)到目前來說還沒有被廣泛采用或使用者很少。     (2)采用電力半導(dǎo)體器件作為電容器組的投切開關(guān)，較常采用的接線方式如圖2。圖中

21、BK為半導(dǎo)體器件，C1為電容器組。這種接線方式采用2組開關(guān)，另一相直接接電網(wǎng)省去一組開關(guān)，有很多優(yōu)越性。    作為補償裝置所采用的半導(dǎo)體器件一般都采用晶閘管，其優(yōu)點是選材方便，電路成熟又很經(jīng)濟。其不足之處是元件本身不能快速關(guān)斷，在意外情況下容易燒毀，所以保護措施要完善。當(dāng)解決了保護問題，作為電容器組投切開關(guān)應(yīng)該是較理想的器件。動態(tài)補償?shù)难a償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù)。很重要的一項就是要求控制器要有良好的動態(tài)響應(yīng)時間，準確的投切功率，還要有較高的自識別能力，這樣才能達到最佳的補償效果。    當(dāng)控制器采

22、集到需要補償?shù)男盘柊l(fā)出一個指令（投入一組或多組電容器的指令），此時由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，相應(yīng)的電容器組也就并人線路運行。需要強調(diào)的是晶閘管導(dǎo)通的條件必須滿足其所在相的電容器的端電壓為零，以避免涌流造成元件的損壞，半導(dǎo)體器件應(yīng)該是無涌流投切。當(dāng)控制指令撤消時，觸發(fā)脈沖隨即消失，晶閘管零電流自然關(guān)斷。關(guān)斷后的電容器電壓為線路電壓交流峰值，必須由放電電阻盡快放電，以備電容器再次投入。     元器件可以選單項晶閘管反并聯(lián)或是雙向晶閘管，也可選適合容性負載的固態(tài)接觸器，這樣可以省去過零觸發(fā)的脈沖電路，從而簡化線路，元件的耐壓及電流要合理選擇，散熱器及冷卻方

23、式也要考慮周全。    3.混合投切方式    實際上就是靜態(tài)與動態(tài)補償?shù)幕旌?，一部分電容器組使用接觸器投切，而另一部分電容器組使用電力半導(dǎo)體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢互補，但就其控制技術(shù)，目前還見到完善的控制軟件，該方式用于通常的網(wǎng)絡(luò)如工礦、小區(qū)、域網(wǎng)改造，比起單一的投切方式拓寬了應(yīng)用范圍，節(jié)能效果更好。補償裝置選擇非等容電容器組，這種方式補償效果更加細致，更為理想。還可采用分相補償方式，可以解決由于線路三相不平行造成的損失。    4. 在無功功率補償裝置的應(yīng)用

24、方面，選擇那一種補償方式，還要依電網(wǎng)的狀況而定，首先對所補償?shù)木€路要有所了解，對于負荷較大且變化較快的工況，電焊機、電動機的線路采用動態(tài)補償，節(jié)能效果明顯。對于負荷相對平穩(wěn)的線路應(yīng)采用靜態(tài)補償方式，也可使用動態(tài)補償裝置。一般電焊工作時間均在幾秒鐘以上，電動機啟動也在幾秒鐘以上，而動態(tài)補償?shù)捻憫?yīng)時間在幾十毫秒，按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鐘之內(nèi)是一個相對的穩(wěn)態(tài)過程，動態(tài)補償裝置能完成這個過程。    二、無功功率補償控制器    無功功率補償控制器有三種采樣方式，功率因數(shù)型、無功功率型、無功電流型。選擇那一種物理

25、控制方式實際上就是對無功功率補償控制器的選擇?？刂破魇菬o功補償裝置的指揮系統(tǒng)，采樣、運算、發(fā)出投切信號，參數(shù)設(shè)定、測量、元件保護等功能均由補償控制器完成。十幾年來經(jīng)歷了由分立元件-集成線路-單片機-DSP芯片一個快速發(fā)展的過程，其功能也愈加完善。就國內(nèi)的總體狀況，由于市場的需求量很大，生產(chǎn)廠家也愈來愈多，其性能及內(nèi)在質(zhì)量差異很大，很多產(chǎn)品名不符實，在選用時需認真對待。在選用時需要注意的另一個問題就是國內(nèi)生產(chǎn)的控制器其名稱均為"XXX無功功率補償控制器"，名稱里出現(xiàn)的"無功功率"的含義不是這臺控制器的采樣物理量。采樣物理量取決于產(chǎn)品的型號，而不是產(chǎn)品的名稱

26、。    1.功率因數(shù)型控制器    功率因數(shù)用cos表示，它表示有功功率在線路中所占的比例。當(dāng)cos=1時，線路中沒有無功損耗。提高功率因數(shù)以減少無功損耗是這類控制器的最終目標。這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方式，采樣、控制也都較容易實現(xiàn)。    * "延時"整定，投切的延時時間，應(yīng)在10s-120s范圍內(nèi)調(diào)節(jié) "靈敏度"整定，電流靈敏度，不大于0-2A 。    * 投入及切除門限整定，其功率因數(shù)應(yīng)

27、能在0.85（滯后）-0.95（超前）范圍內(nèi)整定。    * 過壓保護設(shè)量    * 顯示設(shè)置、循環(huán)投切等功能    這種采樣方式在運行中既要保證線路系統(tǒng)穩(wěn)定、無振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)，又要兼顧補償效果，這是一對矛盾，只能在現(xiàn)場視具體情況將參數(shù)整定在較好的狀態(tài)下工作。即使調(diào)整的較好，也無法禰補這種方式本身的缺陷，尤其是在線路重負荷時。舉例說明：設(shè)定投入門限；cos=0.95（滯后）此時線路重載荷，即使此時的無功損耗已很大，再投電容器組也不會出現(xiàn)過補償，但cos只要不小于0.95，控制器

28、就不會再有補償指令，也就不會有電容器組投入，所以這種控制方式建議不做為推薦的方式。    2. 無功功率（無功電流）型控制器    無功功率（無功電流）型的控制器較完善的解決了功率因數(shù)型的缺陷。一個設(shè)計良好的無功型控制器是智能化的，有很強的適應(yīng)能力，能兼顧線路的穩(wěn)定性及檢測及補償效果，并能對補償裝置進行完善的保護及檢測，這類控制器一般都具有以下功能：    * 四象限操作、自動、手動切換、自識別各路電容器組的功率、根據(jù)負載自動調(diào)節(jié)切換時間、諧波過壓報警及保護、線路諧振報警、過

29、電壓保護、線路低電流報警、電壓、電流畸變率測量、顯示電容器功率、顯示cos、U、I、S、P、Q及頻率。    由以上功能就可以看出其控制功能的完備，由于是無功型的控制器，也就將補償裝置的效果發(fā)揮得淋漓盡致。如線路在重負荷時，那怕cos已達到0.99（滯后），只要再投一組電容器不發(fā)生過補，也還會再投入一組電容器，使補償效果達到最佳的狀態(tài)。采用DSP芯片的控制器，運算速度大幅度提高，使得富里葉變換得到實現(xiàn)。當(dāng)然，不是所有的無功型控制器都有這么完備的功能。國內(nèi)的產(chǎn)品相對于國外的產(chǎn)品還存在一定的差距。    3. 用于動態(tài)

30、補償?shù)目刂破?#160;   對于這種控制器要求就更高了，一般是與觸發(fā)脈沖形成電路一并考慮的，要求控制器抗干擾能力強，運算速度快，更重要的是有很好的完成動態(tài)補償功能。由于這類控制器也都基于無功型，所以它具備靜態(tài)無功型的特點。    目前，國內(nèi)用于動態(tài)補償?shù)目刂破?，與國外同類產(chǎn)品相比有較大的差距，一是在動態(tài)響應(yīng)時間上較慢，動態(tài)響應(yīng)時間重復(fù)性不好；二是補償功率不能一步到位，沖擊電流過大，系統(tǒng)特性容易漂移，維護成本高、造成設(shè)備整體投資費用高。另外，相應(yīng)的國家標準也尚未見到，這方面落后于發(fā)展。 三、濾波補償系統(tǒng)  

31、0;  由于現(xiàn)代半導(dǎo)體器件應(yīng)用愈來愈普遍，功率也更大，但它的負面影響就是產(chǎn)生很大的非正弦電流。使電網(wǎng)的諧波電壓升高，畸變率增大，電網(wǎng)供電質(zhì)量變壞。    如果供電線路上有較大的諧波電壓，尤其5次以上，這些諧波將被補償裝置放大。電容器組與線路串聯(lián)諧振，使線路上的電壓、電流畸變率增大，還有可能造成設(shè)備損壞，再這種情況下補償裝置是不可使用的。最好的解決方法就是在電容器組串接電抗器來組成諧波濾波器。濾波器的設(shè)計要使在工頻情況下呈容性，以對線路進行無功補償，對于諧波則為感性負載，以吸收部分諧波電流，改善線路的畸變率。增加電抗器后，要考慮電容端電

32、壓升高的問題。    濾波補償裝置即補償了無功損耗又改善了線路質(zhì)量，雖然成本提高較多，但對于諧波成分較大的線路還是應(yīng)盡量考慮采用，不能認為裝置一時不出問題就認為沒有問題存在。很多情況下，采用五次、七次、十一次或高通濾波器可以在補償無功功率的同時，對系統(tǒng)中的諧波進行消除。專題討論：關(guān)于電弧設(shè)備、整流設(shè)備的諧波治理現(xiàn)在很多鋼廠、鋁廠的電弧爐、中頻爐都會產(chǎn)生大量的諧波，根據(jù)我們積累的案例來看，治理的方式是不一樣的。（1）如果諧波源是電弧設(shè)備，因其存在間諧波，諧波頻譜偏低，相角、幅值波動較大，加上功率快速閃動，所以用普通并聯(lián)無源濾波器效果不佳。（2）如果諧波源是

33、整流換流設(shè)備，則可在低壓母線側(cè)加裝并聯(lián)無源濾波器，只要濾波器容量設(shè)計足夠，調(diào)諧點和支路數(shù)合理，其效果就有保證。適當(dāng)改變諧波電流分布或網(wǎng)絡(luò)諧波阻抗，同時也改善了電網(wǎng)的諧波電壓水平。主題：Re:Re:中頻爐諧波實測資料之一中頻對電網(wǎng)造成的諧波肯定會有，只是大小的問題，而且根據(jù)現(xiàn)場工作經(jīng)驗燒毀電容的時候是有的。一個地區(qū)中頻電爐的量太大或者說采用可控硅整流方式工作的電器設(shè)備功率太高必然會對電網(wǎng)造成嚴重污染，污染的程度要是線路的的負載能力（即變電站的主變壓器輸出功率）而定。另外如果中頻的進線電抗器的電感值太小或有些用戶在因空心電抗燒毀而不用時，所造成的污染會更大一些。今年，北方某地區(qū)曾治理過中頻電爐對電

34、網(wǎng)的污染，所有采用雙變壓器供電的中頻電爐必須采用十二相整流，由供電部門進行變壓器的改造（費用用戶自付），另外，我也知道因中頻設(shè)備造成的電網(wǎng)危害有多大，因為在我的周邊地區(qū)曾有過燒毀電視機的情況。最嚴重的一次燒毀電視機及其它電器達幾十臺。 主題：Re:Re:中頻爐諧波實測資料之一 你認為"應(yīng)該在中頻爐低壓進線上進行測量，這樣才有可能確認1.5T中頻爐的實際諧波干擾量。你的數(shù)據(jù)只能說明在該高壓線上存在著諧波，實際上單臺1.5t的電爐不可能有這么大的諧波。" 回復(fù)如下： 在高壓上流入電網(wǎng)的諧波電流，與低壓流入電網(wǎng)的諧波電流是一致的，僅僅是經(jīng)過變壓器后，電流值存在一個變比關(guān)系，低壓的

35、電流更大。 主題：Re:Re:中頻爐諧波實測資料之一諧波對不少的儀表讀數(shù)是有很大的影響的，會使誤差增大，這在實際測試中能碰到。因此，有的儀表加裝了抗干擾措施。 主題：Re:Re:中頻爐諧波實測資料之一國標允許值的折算，請參見"電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波"（GB/T 14549-1993）中附錄B 諧波電流允許值的換算（補充件） 主題： 要注意中頻電爐產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的危害中頻爐由于是經(jīng)整流后變?yōu)橹蓄l，其產(chǎn)生高次諧波對電網(wǎng)的危害很大，使一些電器設(shè)備損壞，特別是電力電容器，對現(xiàn)有的中頻爐進行實測，沒有加裝電力濾波器的中頻爐均超過國標GB/T 14549-93電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波

36、中規(guī)定的允許值，又根據(jù)電力部的規(guī)定："因電網(wǎng)或用戶用電原因引起的電能質(zhì)量不符合國家標準時，按"誰干擾，誰污染，誰治理"的原則及時處理，并貫穿于電網(wǎng)及用電設(shè)施設(shè)計、建設(shè)和生產(chǎn)的全過程。 "因此，目前電力部門已重點整治。希望中頻爐工廠引起重視。為了使加裝的電力濾波器能有較小的費用，在購中頻爐時，要中頻爐生產(chǎn)廠家提供中頻爐產(chǎn)生的諧波資料及保證條件。 主題：關(guān)于整流制式和高次諧波影響 關(guān)于整流制式和高次諧波影響:在存在可控整流的應(yīng)用場合,不可避免地要在上級電網(wǎng)中產(chǎn)生高次諧波;一般說來,在考慮整流制式和高次諧波時應(yīng)注意以下四個因素: 1.整流裝置的制式：大中容量中

37、頻裝置常用的有三相六脈波全橋可控橋式整流,三相十二脈波雙全橋可控整流等等, 一般來說同樣工況條件下, 整流脈波數(shù)越大,高次諧波影響就越小。 2.電源裝置的容量：中頻裝置容量越大,在整流角后移時高次諧波影響就越大,所以有關(guān)行業(yè)標準推薦1000kw以下的中頻裝置采用六脈波整流,1000kw以上的中頻裝置根據(jù)容量大小,采用12脈波、24脈波整流。 3.中頻裝置的工作狀態(tài)：對一定容量的中頻裝置,其輸出功率越接近滿功率,高次諧波影響就越小, 其輸出功率比較小時, 高次諧波與工頻基波的比值較大,所以在大功率中頻裝置選擇功率容量時, 應(yīng)盡可能使它與大多數(shù)工作時間的輸出功率相接近。 4.上一級電網(wǎng)短路容量：上

38、一級電網(wǎng)短路容量大,對中頻裝置產(chǎn)生的高次諧波影響的承受能力就較強,反之高次諧波造成的影響就比較嚴重。 主題：Re:Re:關(guān)于整流制式和高次諧波影響 自然功率因數(shù)是補償前還是補償后的，這是兩個概念。COS指的是系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，它反映了系統(tǒng)感性的程度，一般在0.050.25之間，逆變側(cè)補償后的功率因數(shù)一般用COS表示，在負的0.70.9之間。即工作在過補償工況，或者說負載回路工作在容性狀態(tài)。 主題：Re:關(guān)于電磁干擾半導(dǎo)體整流設(shè)備的確存在對電網(wǎng)的污染，這個問題不光在中頻感應(yīng)設(shè)備上，采用移相方式整流的設(shè)備（如電鍍、直流調(diào)速，包括調(diào)光臺燈）都有這個問題，這一點大家應(yīng)該是形成共識的，不必要再討論。問

39、題在于：這種污染究竟到什么程度、造成的損失有多大，是否必須消除，這是技術(shù)角度考慮。從經(jīng)濟角度考慮，消除這種污染的投入產(chǎn)出比怎么樣。有些技術(shù)有一個接受的過程，超前不等于熱銷，市場接受能力如何，也是產(chǎn)品是否有銷路的主要問題。 1. 一般認為造成污染主要是高次諧波，污染的途徑一是通過電力線污染電網(wǎng)，二是通過空間輻射干擾其他用電器和無線電設(shè)備，包括中頻設(shè)備感應(yīng)圈使周圍導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)發(fā)熱。對于第一種污染，變壓器作為一個大電感的電路元件，可以起到較好的隔離作用，對消除通過電力線污染電網(wǎng)，這個作用是可以得到肯定的。不知道測試參數(shù)（雖然沒有看到）是在變壓器前邊還是變壓器之后，具體數(shù)量級是否到了非治理不可的程度。2.

40、 如果當(dāng)?shù)貙ξ廴締栴}（假設(shè)有）壓力不大，用戶肯定要考慮是否合算。是否要加這個設(shè)備，實際不由中頻設(shè)備生產(chǎn)廠家決定，因為這個成本還是要加到用戶開銷上，主要取決于用戶要求。也不見得因為有污染問題，中頻設(shè)備就不用了，設(shè)備就賣不出去。中頻設(shè)備生產(chǎn)廠家不見得就害怕這個東西，大家討論也并不是要一棍子打死。 主題：Re:要注意中頻電爐產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的危害我司有一400KW中頻感應(yīng)加熱設(shè)備，系由一臺1250KVA變壓器供電，（1250KVA變壓器同時供應(yīng)其他車間的設(shè)備用電）配電室內(nèi)裝有容量約280KVAR補償電容柜。當(dāng)400KW中頻爐沒有工作時，280KVAR補償電容全部投入工作，其補償電流約為560A（

41、正常）；當(dāng)400KW中頻爐投入工作時，280KVAR電容全部投入工作，其補償電流約為700A，且其電流是隨中頻爐功率的提升從560A慢慢地上升到約700A(不正常）。請問是何原因？如何解決。 主題：Re:Re:要注意中頻電爐產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的危害您司的"一400KW中頻感應(yīng)加熱設(shè)備，系由一臺1250KVA變壓器供電，（1250KVA變壓器同時供應(yīng)其他車間的設(shè)備用電）配電室內(nèi)裝有容量約280KVAR補償電容柜。當(dāng)400KW中頻爐沒有工作時，280KVAR補償電容全部投入工作，其補償電流約為560A（正常）；當(dāng)400KW中頻爐投入工作時，280KVAR電容全部投入工作，其補償電流約為

42、700A，且其電流是隨中頻爐功率的提升從560A慢慢地上升到約700A(不正常）。"這是由于280KVAR補償電容使中頻爐流入電網(wǎng)諧波放大，280KVAR補償電容的電流中有較大的諧波電流，因此，從560A慢慢地上升到約700A，電容器會發(fā)熱或熔絲熔斷，有的會發(fā)出聲音。應(yīng)安裝濾波裝置，既消除部分高次諧波。 主題：Re:如何抑制中頻爐的偕波干擾 0.75t的爐子功率多少？變壓器容量多少？ 主題：Re:如何抑制中頻爐的偕波干擾據(jù)以往我們測量的數(shù)據(jù)可知，0.75噸的中頻爐的平均功率在450kw,無功功率在180kvar左右。諧波電壓畸變率一般在15左右，諧波頻譜主要集中在250hz,大約在1

43、30A左右，350hz大約在60A左右。如果對5次和7次采取濾波措施，則可以保證大部分的諧波電流被吸收，保證上一級電網(wǎng)的用電安全。該濾波器采用LC濾波基本原理，在濾波的同時補償電網(wǎng)的功率因數(shù)，可以達到非常滿意的效果。專題討論：變頻器的諧波治理與無功功率補償1 變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補償?shù)囊饬x 隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補償?shù)囊饬x逐漸被人們所認識。變頻器供電電源按傅立葉級數(shù)可以分解為基波有功電流，基波無功電流，諧波和間諧波電流。 基波無功電流占用電網(wǎng)容量；導(dǎo)致網(wǎng)壓波動；在供配電設(shè)施產(chǎn)生熱損耗；降低了供配電設(shè)施運行可靠性。諧波和間諧波的集膚效應(yīng)使輸電線等效

44、截面積變小，線路損耗增加；鐵芯中附加高頻渦流損耗；諧波和間諧波電流導(dǎo)致網(wǎng)壓波形畸變和輻射干擾，引起同一電網(wǎng)下其它負載出力減小，損耗增加，甚至誤動作。 變頻器用量較大的車間，用電容器直接進行無功力率補償雖然可以大副度降低基波無功電流，但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時，供電電流和電容器電流中諧波和間諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加，諧波治理與無功功率補償必須同時進行。 從基波無功電流，諧波和間諧波電流的危害上可看出：采用就地諧波治理與無功功率補償可以獲得最大的效益。根據(jù)我們的經(jīng)驗，采用就地諧波治理與無功功率補嘗，一年或一年半時間即可從節(jié)能中

45、回收全部投資。 2 變頻器供電系統(tǒng)的諧波治于是與無功功率補償方法 根據(jù)變頻器分類，變頻器供電系統(tǒng)的就地諧波治理與無功功率補償裝置分為：含各次濾波器的TSC動態(tài)無功功率補償裝置、6%電抗的TSC動態(tài)無功功率補償裝置、固定投入各次濾波器的裝置、有源電力濾波器。 2.1 交-直-交電流型變頻器 電網(wǎng)通過可控硅三相全控橋給變頻器供電，功率因數(shù)角約等于控制角a。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3)，并且在直流電流無脈動的理想情況下，n次諧波電流含量是基波電流的1/n。實際上，直流電流脈動導(dǎo)致五次諧波和七次諧波含量增加，大于七次諧波的高次諧波含量減少。 就地實現(xiàn)諧波治理和無功功率補嘗是安裝

46、含各次濾波器的TSC動態(tài)無功功率補償裝置。裝置中計算機根據(jù)基波無功功率投入一定數(shù)量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對基波呈容性，補償基波無功功率；濾波器對諧波呈現(xiàn)很小的電感，濾除各次諧波無功功率。 2.2 交-交變頻器 電網(wǎng)通過可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3)，還在諧波附近出現(xiàn)間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波，但是濾波器器對一些間諧波呈容性，必然產(chǎn)生間諧波放大現(xiàn)象。 就地實現(xiàn)諧波、間諧波治理和無功功率補償是安裝6%電抗的TSC動態(tài)無功功率補償裝置。特點是對五次和五次以

47、上諧波和間諧波都呈感性，沒有諧波放大現(xiàn)象。對五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。 2.3交-直-交電壓型變頻器 電網(wǎng)通過三相二極管整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)大于0.97。由于二極管整流橋僅在網(wǎng)壓峰頂開通，對電容器充電，電流波形是導(dǎo)通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3),諧波含量隨進線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來說，加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。 對供電變壓器還有其它感性負載的場合，可以安裝含各次濾波器的TSC動態(tài)無功功率補償裝置；對幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的

48、車間由于不需要補償基波無功功率需要濾除諧波無功功率，應(yīng)安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過補償對電網(wǎng)電壓的提升，該濾波器應(yīng)該具有提供的基波容性抗器應(yīng)在設(shè)計時考慮諧波發(fā)熱和過壓問題。 3 變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補償?shù)脑砗蛻?yīng)用 下面就TSC動態(tài)無功功率補償裝置和固定投入的濾波裝置的結(jié)構(gòu)、原理作簡要介紹。其特點是晶閘管電子開關(guān)將濾波器投入、退出電網(wǎng)速率為10mS，無功補償動態(tài)響應(yīng)時間15mS，各次諧波濾除率80%以上。濾波器為L-C串聯(lián)濾波器，可以設(shè)計成五次、七次、十一次、十三次濾波器或6%電抗濾波器。 如果負載相電流分別為ia、ib和ic，其對應(yīng)無功電流分量的有效值是Iaq(

49、t)、Ibq(t)和Icq(t),采用星電容器接法，線間補償電流的有效值分別為Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。線間應(yīng)投入多少單位電容量nab(t)、nb(t)和nca(t)：3.1 從包含諧波的負載相電流ib和ic中計算負載三相無功電流Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t)。 3.2 根據(jù)負載三相無功電流計算三相補償電流Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。 3.3 根據(jù)三相補償電流和網(wǎng)壓計算各路應(yīng)投入多少單位電容naq(t)、nbq(t)和ncq(t)。 為降低輻身干擾，選用鐵芯電抗器。裝置的核心技術(shù)是晶閘管電子開關(guān)高速率將濾波器投入、退出電網(wǎng)平滑無沖擊。裝置內(nèi)計算機還對散熱

50、器溫度、補償電流、電網(wǎng)電壓和接觸器接點進行監(jiān)視，在無人值守情況下，實現(xiàn)散熱器超溫、補償電流過流和過載、電網(wǎng)電壓氛相和相序錯、接觸器等故障的保護和容錯運行。裝置運行后，不僅使功率因數(shù)大于0.95，而且使諧波電流和網(wǎng)壓畸變率均達到GB/T14549-93國家標準。 固定投入的濾波裝置主回路與圖一類似，只不過晶閘管電子開關(guān)換成了接觸器。計算機控制系統(tǒng)按一定次序和時間間隔投入各次濾波器。為避免諧波放大，為減少投切沖擊和防止補償網(wǎng)壓提升，電容量應(yīng)做得較小，使網(wǎng)壓提升不超過1。5%。實際運行時，諧波電流是基波電流的四、五倍。這對鐵芯電抗器和諧波濾波器都有較高的設(shè)計要求。裝置內(nèi)計算機對補償電流過流和過載、電

51、網(wǎng)電壓缺相和相序錯、接觸器等故障的保護。濾波裝置投入運行后，變壓器輸出電流接近正弦。專題討論：某化工廠10KV整流裝置諧波分析及治理方案摘要：諧波主要是由稱為諧波源的大功率換流設(shè)備（包括化工電解整流設(shè)備）及其它非線性負荷產(chǎn)生，諧波源產(chǎn)生的諧波不但危及電網(wǎng)及其它電力用戶而且也危及自身，因此諧波的治理是十分必要且有實際經(jīng)濟效益的。本文以某化工廠為實例對諧波的產(chǎn)生及治理方案進行了分析研究。關(guān)鍵詞： 諧波造成的危害 系統(tǒng)接線1諧波造成的危害諧波主要是由稱為諧波源的大功率換流設(shè)備（包括化工電解整流設(shè)備）及其它非線性負荷產(chǎn)生，諧波源產(chǎn)生的諧波不但危及電網(wǎng)及其它電力用戶而且也危及自身，因此諧波的治理是十分必

52、要且有實際經(jīng)濟效益的。本文以某化工廠為實例對諧波的產(chǎn)生及治理方案進行了分析研究。該化工廠由郝村站供電，站內(nèi)裝設(shè)三組共108Mvar并聯(lián)電容器，分別串聯(lián)有45，7和12電抗率的電抗器，分別用于限制五次及以上、四次及以上、三次及以上高次諧波放大并分別對五次諧波、四次諧波、三次諧波形成不完全濾波。投運后電容器出現(xiàn)嚴重過負荷，噪音異常，個別電容器投運不久就發(fā)生鼓肚現(xiàn)象，后測試發(fā)現(xiàn)母線諧波電壓和電容器回路諧波電流嚴重超標，為防止設(shè)備進一步損壞，將108Mvar電容器全部退出運行。通過對赫村站進一步測試結(jié)果表明，諧波主要是來自某化工廠，不僅諧波含量高而且諧波頻譜范圍寬（最低為二次）。經(jīng)過專業(yè)人員對化工廠配

53、電系統(tǒng)的接線，設(shè)備配置，運行情況進行多次調(diào)查和測試，基本摸清情況，并對產(chǎn)生2次及以上高次諧波的原因進行了分析，制訂了治理方案。2原因分析21整流變壓器接線四臺整流變壓器接線，一次繞組接線為三角形，二次側(cè)為雙反星形接線，等效為六相接線，其產(chǎn)生的特征諧波為：nkp±1k1，2（1） 理論計算對于p6相其諧波為5，7。實際上在電解工業(yè)中，廣泛應(yīng)用兩臺六脈波橋式接線整流機組并聯(lián)組合形成等效十二脈波電路，對于二次為雙反星形接線的橋式整流回路，形成等效十二脈波，只需將其一次側(cè)繞組一臺接成星形另一臺接成三角形（見圖1b），使兩臺整流變壓器低壓側(cè)形成30°相角差，對于等效十二脈波整流電路應(yīng)

54、用（1）式計算，理論上只存在11、13等高次諧波，即可將含量較高的5、7次諧波消除，而又無需附加任何投資，這是一種非常好的方法，顯然四臺變壓器一次全部采用三角形接線，二次雙反星接線屬于設(shè)計選型配置不當(dāng)。兩種接線方式接線如圖1所示。 22控制角 分析四組整流裝置變壓器高壓側(cè)諧波電流，不但含有奇次諧波而且含有偶次諧波，尤其以39變更為嚴重，其產(chǎn)生的原因之一是可控硅整流裝置觸發(fā)角不同及器件特性有差異而產(chǎn)生異常諧波（即非特征諧波）。23電容器裝置的影響在38、39整流裝置的高壓側(cè)母線上分別接有未串聯(lián)電抗器的并聯(lián)電容器組，高壓并聯(lián)電容器對整流裝置的換相角和諧波電流發(fā)生量以及電網(wǎng)側(cè)電壓畸變程度都有影響。從

55、測試結(jié)果對比分析不難看出，電容器的投入與否，對諧波電流的影響非常明顯。3治理措施由于某化工廠諧波負荷的特殊性既有特征諧波，又有非特征諧波，并且含量較高，涉及到設(shè)備本身存在的問題，已不能采用單一的裝設(shè)濾波裝置，還需要改變變壓器接線，治理整流裝置即需要采取綜合治理方案，才能有較好的濾波效果，并且改變變壓器接線，治理整流裝置不但屬于治本而且與裝設(shè)濾波裝置相比可以以較少的投入取得較好的效果。通過綜合治理使注入系統(tǒng)的諧波電流和母線諧波電壓都在國家標準允許范圍以內(nèi)，使電力系統(tǒng)能夠安全可靠地優(yōu)質(zhì)供電。31治理整流設(shè)備311改變整流變壓器接線，將其中兩臺變壓器高壓側(cè)接線由三角形改為星形，使一臺一次星接的整流變

56、與一臺一次為三角形接線的整流變并列運行，使其等效為十二脈波整流，使諧波電流含量較高的5、7次諧波被基本消除，當(dāng)然需要增加平衡電抗器，見圖1。 將變壓器一次繞組由三角形改為星形接線，需要將高壓繞組匝數(shù)減少423，存在的問題是變壓器繞組容量下降為額定容量的577，實際上改后的容量可達到額定容量的6070，需要核算改后變壓器容量是否能夠滿足負荷要求，如容量不存在問題，改變變壓器一次繞組接線不失為一種較好的方案。312產(chǎn)生非特征高次諧波的主要原因是整流裝置本身，因為一般情況下，電源電壓為三相對稱系統(tǒng)，供電回路為三相對稱回路，產(chǎn)生非特征高次諧波主要是由于整流裝置可控硅的觸發(fā)角不同或器件特性存在差異，通過

57、改進控制回路并調(diào)整不合格可控硅，使2、3、4、6次等非特征高次諧波基本被消除（將模擬控制器改為計算機控制器）。313取消高壓側(cè)普通并聯(lián)電容器，因為其對整流裝置的導(dǎo)通情況產(chǎn)生影響并對高次諧波電流產(chǎn)生放大作用，其危害太大，需要拆除以消除其影響。32裝設(shè)濾波裝置濾波裝置的裝設(shè)需要根據(jù)整流裝置產(chǎn)生的高次諧波次數(shù)及高次諧波電流值和無功功率平衡等條件確定。前已述及非特性高次諧波的產(chǎn)生主要是由于整流裝置的觸發(fā)角不同及器件特性有差異引起，治理整流裝置消除其差異取得的效果對濾波裝置的設(shè)置有影響，若基本能消除2、3、4次及以上偶次諧波則濾波裝置只需濾除5次及以上的奇次諧波。若2、3、4次及以上偶次諧波仍超過國家標

58、準，則濾波裝置需濾除二次及以上高次諧波，高次諧波次數(shù)越低對相應(yīng)的濾波設(shè)備要求也愈高，顯然這種情況我們不希望出現(xiàn)，因為它將使濾波裝置復(fù)雜，投資高、損耗大，運行費用也提高。 我們認為，經(jīng)過治理整流設(shè)備應(yīng)該能消除或基本消除偶次諧波及三次諧波，使其注入系統(tǒng)的諧波電流含量在標準允許范圍之內(nèi)，萬一達不到這種效果再考慮裝設(shè)相應(yīng)的濾波裝置。濾波方案按以下條件確定：（1）每套濾波裝置裝設(shè)5、7、11次單通濾波器，單通濾波器選擇RLC串聯(lián)的B型濾波器，裝設(shè)一套13次及以上的高通濾波器，其選擇H型濾波器。（2）按改進化工廠一次接線方案即兩套整流裝置設(shè)置一套濾波裝置，在化工廠共裝置兩套濾波裝置。（3）暫按不改變變壓器

59、一次繞組配置濾波裝置，如果改接線實施時再取消5、7次單通濾波器。按目前實測的諧波電流含量設(shè)計濾波裝置，待治理整流設(shè)備后實測諧波電流再調(diào)整濾波器參數(shù)。33濾波器設(shè)計331設(shè)計條件為使濾波器設(shè)計合理，既滿足濾波要求又盡可能節(jié)約投資和降低損耗，需要掌握以下三個條件：  （1）系統(tǒng)阻抗（高頻阻抗）及其變化范圍需要了解系統(tǒng)在各種運行方式下的阻抗頻率變化曲線，或者最不利條件時即最小運行方式下的阻抗頻率曲線。工程上對于10kV系統(tǒng)可以等效為感性阻抗，并認為系統(tǒng)高頻阻抗始終是感性，本工程中，在最小運行方式下的基波阻抗值為Xx05（Sj100MVA）。n次諧波下的系統(tǒng)諧波阻抗為 Xnx05n

60、  （2）諧波源產(chǎn)生的諧波量根據(jù)以往多次實測結(jié)果綜合確定，各套整流裝置的諧波電流見表1。由于測量是隨機的，具有分散性和不完全性，根據(jù)實際情況，在實測結(jié)果基礎(chǔ)上再考慮一定的余量作為設(shè)計參數(shù)。  （3）諧波限制標準對諧波的限制以我國現(xiàn)行有關(guān)標準為目標值。本工程設(shè)計標準略高于國家標準（主要是考慮負荷有可能要發(fā)展及留有適當(dāng)?shù)挠喽龋?3.3.2 濾波方案確定交流濾波器可以在濾除諧波的同時,提供無功補償,即濾波器具有濾波和補償雙重作用,確定濾波器容量時根據(jù)無功補償需要確定一定電容量,根據(jù)測量結(jié)果化工廠目前生產(chǎn)共需要10Mvar無功,計及其安裝的并聯(lián)電容器后共需要13Mvar無功,考慮到本廠目前實際生產(chǎn)能力達不到設(shè)計能力,因此每臺濾波裝置補償按6Mvar設(shè)計,共需要12Mvar。濾波器的總補償容量