諧波治理兼無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)方案設(shè)計(jì)(完整版)實(shí)用資料

諧波治理兼無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)方案設(shè)計(jì)（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）

諧波治理兼無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)方案設(shè)計(jì)（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）諧波治理兼無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)方案設(shè)計(jì)領(lǐng)步中國(guó)電能質(zhì)量專業(yè)服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目主管：陳興龍張朝元編寫：馬建立王文林一、方案設(shè)計(jì)依據(jù)1、工況介紹1.1系統(tǒng)參數(shù)秦皇島市某船務(wù)漁港配套一期工程供電從南李莊50MVA主變引出一條專用10KV線路供電，負(fù)載3臺(tái)容量800KVA門機(jī)變壓器和容量400KVA生活箱變各一臺(tái)，電壓變比都為10/0.4KV，門座式起重機(jī)采用10KV380V后供應(yīng)起重2臺(tái)功率160KW、1臺(tái)37KW、2臺(tái)45KW和8臺(tái)11KWYZP和行走機(jī)構(gòu)這四部分工作單元的運(yùn)行。400KVA生活變壓器的低壓側(cè)都配有容量200KVA的電容補(bǔ)償裝置。1.2門座式起重機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)：門機(jī)的4選電動(dòng)機(jī)大都是短時(shí)電動(dòng)機(jī)。門機(jī)的電動(dòng)機(jī)工作周期(一個(gè)工作周期包括工作時(shí)間、)為10min左右，一臺(tái)門機(jī)的3產(chǎn)生大量的諧波，影響到設(shè)備自身和電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)和制動(dòng)的工作特點(diǎn)，島市某船務(wù)的委托，領(lǐng)步（北京）電能質(zhì)量設(shè)備現(xiàn)為其設(shè)計(jì)治理方案。2、設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)《電控設(shè)備GB/T11022-1989《高壓并聯(lián)電容器》《電抗器》GB/10229-1988《電能質(zhì)量《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50227-2021《交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)》GB1985-89《高壓并聯(lián)電容器用放電線圈訂貨技術(shù)條件》DL/T653-1998《并聯(lián)電容器單臺(tái)保護(hù)用高壓熔斷器》JB/T3840-1985《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》DL/T620《電力變壓器第一部分總則》GB1094.1-1996《三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》GB/T6451-199二、用戶需求分析與對(duì)策次諧波電流超標(biāo)需要治理，但我們?cè)谠O(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)新家相關(guān)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此就會(huì)出現(xiàn)同樣的負(fù)載接入不同的上級(jí)配電系統(tǒng)，壓進(jìn)線采用專線供電，影響，也就是力爭(zhēng)不直接影響他人，秦皇島市某船務(wù)的漁港配套一期工程正是遵循了上述方式：用10KV的110KV變電站（而不是35KV變電系統(tǒng)）才導(dǎo)致除5還要考慮企業(yè)自身各種生產(chǎn)設(shè)備免受諧波和電壓波動(dòng)的3座門座式起重機(jī)為典型的快變負(fù)載，生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)無(wú)功進(jìn)行針對(duì)性的諧波濾波和動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償才更符合用戶的需要。三、治理方案分析比較:低壓PF+SVG是性價(jià)比最好的選擇因?yàn)橛脩粜枰卫淼呢?fù)載是三臺(tái)容量800KVA10KV高壓進(jìn)線，低壓側(cè)都是400V，因此進(jìn)行諧波濾波和動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償就有在10KV低壓側(cè)分項(xiàng)就近治理兩種可能性。低壓側(cè)設(shè)備數(shù)量不僅可以改善用戶負(fù)載及變壓器400V諧波濾波和動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償對(duì)用戶更有利。當(dāng)前低壓400V動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償主要有以下兩種形式：晶閘管投切電容器裝置(Thyristor簡(jiǎn)稱為TSC和靜止無(wú)功發(fā)生器（StatleVarGenerator）簡(jiǎn)稱為SVG。在構(gòu)成上，TSC是通過逆變器的控制實(shí)現(xiàn)無(wú)功的快速調(diào)節(jié)，不再需要大容量的交流電容/電抗器件，并且能夠從容性到感性全面補(bǔ)償，而門座動(dòng)態(tài)快速無(wú)功補(bǔ)償，SVG償非常不經(jīng)濟(jì)。6N±1整流原理，系統(tǒng)中5次、7次諧波為主要特征諧波，大概占到系統(tǒng)總諧波的80%，其它次諧波含量比較低影響很小無(wú)需治理，某電力科學(xué)研究院的測(cè)評(píng)報(bào)告也充分驗(yàn)證了這一點(diǎn)，因此采用包含5次和7次諧波濾波支路的無(wú)源濾波就可以滿足工業(yè)變頻器用戶的治理要求，并能非常經(jīng)濟(jì)地配合SVG實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?。四、港口門座式起重機(jī)負(fù)載的治理方案設(shè)計(jì)結(jié)合上述對(duì)比分析，我們提議對(duì)漁港一期工程設(shè)計(jì)低壓400V無(wú)源濾波+靜止無(wú)功發(fā)生器的低壓動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償治理方案，為三臺(tái)T40-35M門座式起重機(jī)各設(shè)計(jì)安裝一套低壓濾波動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，具體方案設(shè)計(jì)如下：根據(jù)類似港口起重機(jī)用戶的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，起重機(jī)在負(fù)重提升和負(fù)重下行時(shí)，起重電機(jī)需要快速補(bǔ)償容性無(wú)功或感性無(wú)功不會(huì)超過電機(jī)自身功率的120%，而T40-35M門座式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)主要?jiǎng)恿?臺(tái)160KW的變頻電機(jī)，因此靜止式無(wú)功發(fā)生器的容量配備±400KVA就能滿足要求，達(dá)到：1)改善沖擊負(fù)荷所引起的電流沖擊，有效抑制電壓波動(dòng)和電壓閃變。2)提高電壓運(yùn)行水平，同時(shí)也可有效避免起重機(jī)低谷負(fù)荷時(shí)無(wú)功過剩引起的電壓過高現(xiàn)象。3)改善電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能，縮短起動(dòng)時(shí)間，電氣設(shè)備出力隨電壓升高而得到平穩(wěn)增加。4)減少了配變電變壓器和配電線路中的負(fù)荷電流，提高了承載率、達(dá)到增容的效果，提高自控系統(tǒng)的工作可靠性。變頻器產(chǎn)生的特征諧波主要為5次和7次諧波，因此400V無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)5次和7次兩條濾波支路，給系統(tǒng)提供的無(wú)功補(bǔ)償容量為200KVA，為了濾除系統(tǒng)內(nèi)的五次和7次諧波電流，因此需要安裝容量為960KVA，在無(wú)功補(bǔ)償方面與±400KVASVG配合使用，實(shí)現(xiàn)-200KVA到+600KVA的連續(xù)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示如下：每套裝置為兩面GCK標(biāo)準(zhǔn)柜，安裝尺寸為：寬1000mm×深1000mm×高2200mm×2面柜。五、領(lǐng)步公司介紹。領(lǐng)步（北京）電能質(zhì)量設(shè)備司：四零零-零五六-五二五八。質(zhì)量?jī)?yōu)化凈化領(lǐng)域的前沿技術(shù)，低壓諧波治理系統(tǒng)，投入工程化應(yīng)提供“7ⅹ248小時(shí)響應(yīng)”售后專業(yè)化服務(wù)，全方位打造技術(shù)和服務(wù)雙優(yōu)品牌！煤礦主井提升機(jī)諧波治理及無(wú)功補(bǔ)償侯繼才姜筱瀛胡騰蛟(煤炭工業(yè)部合肥設(shè)計(jì)研究院摘要本項(xiàng)目涉及諧波治理、TSC控制技術(shù)、同步機(jī)可調(diào)無(wú)功補(bǔ)償利用等領(lǐng)域。本裝置可廣泛應(yīng)用于6~10kV系統(tǒng)濾除大功率晶閘管變頻裝置所產(chǎn)生的各次諧波,同時(shí)補(bǔ)償巨大沖擊無(wú)功。裝置投入后能極大的消除電網(wǎng)諧波污染,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償,提高供電質(zhì)量。關(guān)鍵詞:諧波治理;無(wú)功補(bǔ)償;TSC;功率因數(shù);畸變率HarmonictreatmentandVarcompensationforlifterofmainwellatZhangjiMiningcompanyHouJicaiJiangXiaoyingHuTengjiao(Hefeidesign&researchinstituteAbstractTheprogramisinvolvedwithharmonictreatment,TSCcontroltechnology,synchronousmotorsadjustablecompensationapplicationandsoon.Thedevicecanbewidelyappliedtotreatharmoniccausedby6~10kVsystemfilteringbig-capacitythyristorfrequencyconversiondevicesandcompensateshugeimpactVar.Aftertheuseofthedevice,itcaneliminateharmonicpollution,realizedynamicVarcompensationandimprovesupplyquality.Keywords:harmonictreatment;Varcompensation;TSC;powerfactor;distortionrate1引言在供電系統(tǒng)母線上的大功率晶閘管整流裝置,當(dāng)給沖擊負(fù)荷供電時(shí),會(huì)產(chǎn)生巨大的無(wú)功沖擊和諧波電流,功率因數(shù)極低,給電網(wǎng)造成電壓波動(dòng)和諧波污染,嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。功率因數(shù)過低會(huì)導(dǎo)致降低輸變電設(shè)備的供電能力,系統(tǒng)損耗增加。大量的高次諧波會(huì)產(chǎn)生諧波損耗,降低用電設(shè)備效率,加速電力電纜絕緣老化,使機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲,降低壽命,干擾繼保、通信等弱電回路。因此礦井供電系統(tǒng)中的無(wú)功沖擊和諧波污染必須根據(jù)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93、《電能質(zhì)量電壓允許波動(dòng)和閃變》GB12326-90、《礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50070-94、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50215-94等國(guó)標(biāo)進(jìn)行治理。2項(xiàng)目概述淮南張集礦井是一座設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為4.0Mt/a的特大型現(xiàn)代化礦井,其主井提升機(jī)采用2×3000kW的雙電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),由12脈動(dòng)交—交變頻裝置供電,運(yùn)行于110kV中央變電所6kV-II段母線上,本段母線還帶有同步通風(fēng)機(jī)及其他少量負(fù)荷?，F(xiàn)場(chǎng)通過對(duì)本段母線測(cè)試發(fā)現(xiàn),在提升機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行過程中給變電所6kV母線造成以下影響:(1主井啟動(dòng)時(shí)有功最大可達(dá)8.4MW,勻速運(yùn)行時(shí)6.0MW;啟動(dòng)時(shí)無(wú)功沖擊可達(dá)12Mvar,勻速運(yùn)行時(shí)4.9Mvar,制動(dòng)時(shí)7.2Mvar。并且一個(gè)提升周期內(nèi)變化巨大,電網(wǎng)功率因數(shù)過低,在0.3~0.89范圍內(nèi)波動(dòng),平均在0.56左右,電壓波動(dòng)為12%左右。(211、13、23、25次特征諧波電流較大,其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)標(biāo)規(guī)定值,其中11次諧波電流高達(dá)97.4A,由諧波產(chǎn)生的電氣設(shè)備噪聲及振動(dòng)較大。(3由于整流裝置觸發(fā)角的誤差而產(chǎn)生的2、4、6、8、10等偶次諧波電流也超過國(guó)標(biāo)規(guī)定值,6kV母線電壓總諧波畸變率最大THDu=16.34%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)標(biāo)規(guī)定的4%。設(shè)計(jì)前通過對(duì)諧波電流值計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值,根據(jù)國(guó)標(biāo)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93,得礦井6kV母線諧波電流如表1,測(cè)出6kV母線無(wú)濾波器時(shí)的功率因數(shù)變化曲線如圖1。表1濾波器投入前注入6kV母線側(cè)電網(wǎng)的諧波電流﹑電壓畸變率超標(biāo)超標(biāo)超標(biāo)超標(biāo)超標(biāo)超標(biāo)超標(biāo)超標(biāo)注:6kV母線電壓總諧波畸變率THDu=16.34%>4%,超過國(guó)標(biāo)規(guī)定圖1濾波器投入前6kV側(cè)電網(wǎng)功率因數(shù)變化曲線無(wú)功沖擊補(bǔ)償和偶次諧波濾除是本工程的難點(diǎn)。2002年張集礦正處于試投產(chǎn)期,資金比較缺乏,所以我們按既能大量節(jié)約投資,又能解決巨大沖擊負(fù)荷的無(wú)功補(bǔ)償、濾除諧波電流的指導(dǎo)思想作為方案設(shè)計(jì)依據(jù)。3方案設(shè)計(jì)的確定根據(jù)張集礦主井提升機(jī)提升過程產(chǎn)生無(wú)功沖擊和諧波電流特點(diǎn),即啟動(dòng)時(shí)無(wú)功沖擊大,造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)大,同時(shí)產(chǎn)生大量的特征諧波和偶次諧波;停止時(shí)所需無(wú)功卻很小,所以考慮設(shè)置LC濾波兼補(bǔ)償?shù)拇?lián)諧振濾波補(bǔ)償器,并采用TSC自動(dòng)投切濾波補(bǔ)償器組,同時(shí)利用本段母線上的一臺(tái)3200kW同步通風(fēng)機(jī),無(wú)功功率能在±1979kVar內(nèi)自動(dòng)連續(xù)可調(diào)功能,組成一套動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波系統(tǒng)。3.1濾波器組數(shù)的設(shè)置及容量考慮特征諧波、偶次諧波的量值,提升機(jī)啟動(dòng)時(shí)沖擊無(wú)功較大、停止運(yùn)行時(shí)無(wú)功較少的特點(diǎn),同時(shí)考慮本段母線上的同步通風(fēng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償作用,我們利用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算確定各種方案的濾波器參數(shù),畫出相應(yīng)阻抗特性曲線,避開與系統(tǒng)有可能發(fā)生諧振的諧振點(diǎn),為避免濾波補(bǔ)償裝置的投入對(duì)低次諧波電流的放大作用,本方案設(shè)置3次、4次、5次單調(diào)諧濾波器,6次、11次高通濾波器,并調(diào)整濾波器參數(shù),通過模擬計(jì)算使濾波補(bǔ)償裝置投入后流入電網(wǎng)的各次諧波電流不超過國(guó)標(biāo)規(guī)定值。經(jīng)過對(duì)多種方案運(yùn)行計(jì)算結(jié)果的比較、優(yōu)化,選出最佳方案如下:3次單調(diào)諧濾波電路F3Qc3=300kVAR1組4次單調(diào)諧濾波電路F4Qc4=900kVAR1組5次單調(diào)諧濾波電路F5Qc5=600kVAR1組6次+HP高通濾波電路F6+HPQc6=2400kVAR1組11次+HP高通濾波電路F11+HPQc11=3300kVAR1組濾波裝置總?cè)萘?ΣQc=7500kVAR3、4、5次單調(diào)諧濾波器補(bǔ)償容量1094kvar;6、11次兩組高通濾波器無(wú)功補(bǔ)償容量3788kvar,總補(bǔ)償量4882kvar。系統(tǒng)接線如圖2。整套濾波補(bǔ)償裝置投入后,能有效濾除偶次諧波、特征諧波并達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定值,主井運(yùn)行時(shí)流入系統(tǒng)所有的諧波電流都小于國(guó)標(biāo)規(guī)定值,電壓畸變率THDu=3.7%<4%,功率因數(shù)在0.4~0.99范圍內(nèi)波動(dòng),平均在0.92左右,使礦井供電質(zhì)量得到極大的改善。3.2利用TSC投切技術(shù)實(shí)現(xiàn)有級(jí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償TSC技術(shù)是采用晶閘管串接入濾波器電路中,實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波器電路電流的通斷控制,晶閘管的動(dòng)作時(shí)間在20ms內(nèi),從而能實(shí)現(xiàn)快速投切濾波器,達(dá)到動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。同時(shí)TSC裝置本身不產(chǎn)生諧波,損耗小,價(jià)格低投資少。上述濾波補(bǔ)償裝置直接投入使用時(shí)不能根據(jù)主井運(yùn)行變化情況相應(yīng)改變補(bǔ)償容量,在主井一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)將使電網(wǎng)發(fā)生周期性嚴(yán)重過補(bǔ)。因此本方案考慮采用TSC裝置投切濾波器組,在主井停止運(yùn)行時(shí)切除濾波器組,防止過補(bǔ)償。濾波器設(shè)計(jì)時(shí)就考慮主井啟動(dòng)、運(yùn)行、停止時(shí)無(wú)功沖擊特點(diǎn),3次、4次、5次單調(diào)諧濾波器合用一個(gè)高壓柜,長(zhǎng)期投入,主井停止時(shí)不過補(bǔ);6、11次兩組高通濾波器共用一個(gè)開關(guān)柜,主井運(yùn)行時(shí)投入,主井停止運(yùn)行時(shí)切除,防止過補(bǔ)。在電壓過零時(shí)自動(dòng)投切6、11次高通濾波器。經(jīng)計(jì)算研究決定采用有一套TSC控制開關(guān)自動(dòng)投切6、11次兩組濾波器,實(shí)現(xiàn)有級(jí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。3.3與礦井同步通風(fēng)機(jī)結(jié)合成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng):變電所6kV-II段母線上只帶有主井、通風(fēng)機(jī)及其他少量三級(jí)負(fù)荷,由濾波器參數(shù)可知,3、4、5次單調(diào)諧濾波器補(bǔ)償容量為1094kvar,6、11次兩組高通濾波器無(wú)功補(bǔ)償容量為3788kvar,在主井停止運(yùn)行,切除6、11次兩組高通時(shí)還有1094kvar的補(bǔ)償容量,仍然過補(bǔ)償。同時(shí)主井運(yùn)行過程中無(wú)功波動(dòng)范圍較大。礦井在供電方案設(shè)計(jì)時(shí)就考慮在與主井提升機(jī)接于同段母線上設(shè)一臺(tái)3200kW同步礦井通風(fēng)機(jī),一用一備,其無(wú)功功率最大可在±1979kVar內(nèi)連續(xù)可調(diào),相應(yīng)功率因數(shù)在±0.7范圍內(nèi)變化。本段母線上礦井同步通風(fēng)機(jī)功率因數(shù)可在±0.7范圍內(nèi)連續(xù)自動(dòng)可調(diào)、相應(yīng)輸出無(wú)功為±1979kvar,其勵(lì)磁系統(tǒng)能在20ms內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)功。這樣由TSC控制能自動(dòng)投切的濾波裝置和同步通風(fēng)機(jī)組成的補(bǔ)償系統(tǒng)總的無(wú)功補(bǔ)償范圍為:-6861kvar~0。TSC自動(dòng)投切的濾波裝置在一個(gè)提升周期內(nèi)用于補(bǔ)償較大的無(wú)功沖擊,而礦井同步通風(fēng)機(jī)用于提升過程中或停止時(shí)較小變化的無(wú)功補(bǔ)償,兩者相結(jié)合構(gòu)成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng),使礦井供電質(zhì)量得到極大的改善。濾波裝置投運(yùn)后測(cè)得本段6kV母線諧波電流如表2,功率因數(shù)變化曲線如圖3,平均功率因數(shù)為0.92,完全滿足用戶的要求。圖2濾波補(bǔ)償裝置一次原理圖表2濾波器投入后注入6kV側(cè)電網(wǎng)的諧波電流﹑電壓畸變率諧波次數(shù)23456781011132325測(cè)試值(A28.813.118.422.216.612.712.88.615.812.98.67.9允許值(A57.245.227.945.218.631.914.611.321.317.39.89.0比較結(jié)果諧波電流全不超標(biāo),6kV母線電壓總諧波畸變率THDu=3.7%<4%,滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定圖3濾波補(bǔ)償系統(tǒng)器投入后6kV側(cè)電網(wǎng)功率因數(shù)變化曲線:4經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較如表3。表3本裝置與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較裝置結(jié)構(gòu)LC靜態(tài)濾波器LC+TSC動(dòng)態(tài)濾波器LC+TCR動(dòng)態(tài)濾波器有源濾波器本項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)采用國(guó)內(nèi)采用國(guó)內(nèi)采用國(guó)內(nèi)采用國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況國(guó)外采用國(guó)外采用國(guó)外采用國(guó)外采用濾波效果優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)良最優(yōu)良補(bǔ)償效果補(bǔ)償容量固定易過補(bǔ)補(bǔ)償容量階梯有極可調(diào),不易欠補(bǔ)和過補(bǔ)補(bǔ)償容量無(wú)極可調(diào),不易欠補(bǔ)和過補(bǔ)補(bǔ)償容量無(wú)極可調(diào),不欠補(bǔ)和過補(bǔ)自動(dòng)化程度低高高高適用場(chǎng)合無(wú)功負(fù)荷和諧波量較穩(wěn)定的電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷和諧波量周期性變化較大的電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷和諧波量變化較大的電網(wǎng)對(duì)供電網(wǎng)供電質(zhì)量要求特別高場(chǎng)合投資較省省高高本裝置采用6、11次兩組高通濾波器共用一套TSC裝置,這在煤炭行業(yè)乃至全國(guó)尚屬首次,減少一套TSC控制裝置節(jié)省投資40多萬(wàn)。同等規(guī)模的TCR型SVC動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置投資在450萬(wàn)元左右,本套系統(tǒng)投資只有160萬(wàn)元,僅此就為甲方節(jié)約投資290萬(wàn)元。由以上可知,本系統(tǒng)采用TSC自動(dòng)投切濾波補(bǔ)償裝置,投切速度快,為20ms,這是手動(dòng)或接觸器投切根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能;諧波的濾除達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定值,大大減少了機(jī)電設(shè)備的振動(dòng),延長(zhǎng)了其使用壽命,降低了對(duì)通訊、繼電保護(hù)等弱電回路的干擾;無(wú)功補(bǔ)償提高電網(wǎng)功率因數(shù)到0.92,減少了電能損耗,降低了電壓波動(dòng)范圍,提高了礦井供電質(zhì)量,有力的保障了整個(gè)礦井供電安全穩(wěn)定運(yùn)行,社會(huì)效益顯著。設(shè)計(jì)的濾波器能有效濾除偶次諧波、特征諧波并達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定值,豐富了我們的經(jīng)驗(yàn),為以后更多煤礦濾波補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了成功案例?！?00kV緊湊線路帶電作業(yè)”填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白南方電網(wǎng)超高壓輸電公司“500kV緊湊型線路帶電作業(yè)方法研究”科技項(xiàng)目近日通過了國(guó)內(nèi)有關(guān)專家組的驗(yàn)收。專家組認(rèn)為,該項(xiàng)目填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)500kV線路帶電作業(yè)領(lǐng)域的空白,為提高500kV緊湊型輸電線路運(yùn)行的安全可靠性提供了技術(shù)保障。500kV天廣四回交流輸電線路羅平——百色段是南方電網(wǎng)的第一條緊湊型輸電線路,也是國(guó)內(nèi)第一條高海拔、長(zhǎng)距離緊湊型輸電線路,能夠明顯提高自然輸送功率達(dá)到132萬(wàn)kW,比傳統(tǒng)型線路提高35.34%,具有輸送容量大、節(jié)約送電走廊、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)南方電網(wǎng)目前在建的500kV羅平——百色二回輸電線路繼續(xù)應(yīng)用緊湊型輸電技術(shù)。采用帶電作業(yè)的方式可以快速、靈活地消除缺陷,保證南方電網(wǎng)主網(wǎng)架的安全可靠運(yùn)行,同時(shí)可以有效減少停電時(shí)間,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。新聞與動(dòng)態(tài)礦熱爐無(wú)功補(bǔ)償暨諧波治理方案礦熱爐無(wú)功補(bǔ)償暨諧波治理方案礦熱爐的電爐變壓器的二次電壓一般在60-90V之間,礦熱爐運(yùn)行中主要靠電弧產(chǎn)生的熱量熔化礦料,電弧冶煉的功率因數(shù)都比較低,一般不超過0.85,這樣就需要對(duì)供電線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,將功率因數(shù)提高到國(guó)家規(guī)定的0.90以上,以達(dá)到平衡電網(wǎng)無(wú)功的目的。礦熱爐電弧冶煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生高次諧波,尤其以3、5、7、11次最為嚴(yán)重,如果對(duì)此不加以限制和吸收,無(wú)功對(duì)冶煉設(shè)備僅是補(bǔ)償裝置,則會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此在裝置中,根據(jù)諧波狀況將并聯(lián)電容器設(shè)計(jì)成濾波回路。以往都在高壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償/諧波治理,但是電弧爐變壓器二次端到電極一段電路稱短網(wǎng),短網(wǎng)的大無(wú)功電流的仍通過短網(wǎng),從而造成短網(wǎng)上的有效壓降,變壓器的有效輸出效率低,變壓器低壓側(cè)、短網(wǎng)的消耗大。隨著低壓電容器的發(fā)展,礦熱爐低壓補(bǔ)償技術(shù)是而逐漸發(fā)展起來,采用低壓就地補(bǔ)償/濾波技術(shù)優(yōu)點(diǎn):1。低壓補(bǔ)償可以提高變壓器、大電流線路利用率,增加冶煉有效輸入,2。改善三相不平衡。3。降低高次諧波值。4。減小變壓器及網(wǎng)路附加損耗,可以消除力調(diào)電費(fèi),節(jié)能降耗。5。提高礦熱爐變壓器有功出力,從而提高產(chǎn)量,增加經(jīng)濟(jì)效益。補(bǔ)償原理:方案簡(jiǎn)介:從上圖中可以看出:高壓補(bǔ)償一次投資較低,但只能消除力調(diào)電費(fèi),投資回收期長(zhǎng)。而短網(wǎng)就地補(bǔ)償一次投資稍高一些,但可以消除力調(diào)電費(fèi),提高產(chǎn)量,節(jié)能降耗,投資回收期只需7~10個(gè)月。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看,短網(wǎng)補(bǔ)償大大優(yōu)于高壓補(bǔ)償。因?yàn)檫@樣的運(yùn)行方案有利于最大限度的發(fā)揮礦熱爐的效力,對(duì)相關(guān)電氣設(shè)備及爐體的壽命更為有利,總體經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大大提高。針對(duì)電弧冶煉而言,無(wú)功的產(chǎn)生主要是由電弧電流引起的,將補(bǔ)償點(diǎn)前移至短網(wǎng),就地補(bǔ)償短網(wǎng)的大量無(wú)功消耗可提高變壓器的出力,增加冶煉有效輸入功率。變壓器銅損及線損大幅降低,大大節(jié)省了線路損失,減少了系統(tǒng)中的有功損失,節(jié)省了電能,從而穩(wěn)定了線路電壓,提高電壓質(zhì)量,不但可以消除力率電費(fèi),還會(huì)得到適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)。原文地址:諧波和無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)波功功率補(bǔ)償術(shù)基本原理基本原西安交通大學(xué)王兆安2006年5月22日1目錄第1章緒論1.1電能質(zhì)量控制技術(shù)簡(jiǎn)介1.2諧波與無(wú)功簡(jiǎn)介第2章諧波和無(wú)功功率2.1諧波和諧波分析2.2無(wú)功功率和功率因數(shù)2.3諧波和無(wú)功功率的產(chǎn)生232.4無(wú)功功率的影響和諧波的危害2/第1章緒論1.1電能質(zhì)量控制技術(shù)簡(jiǎn)介111.2諧波與無(wú)功簡(jiǎn)介123/1.1電能質(zhì)量控制技術(shù)簡(jiǎn)介111.1.1電能質(zhì)量問題1111.1.2電能質(zhì)量問題的典型危害和影響1.1.3電能質(zhì)量控制技術(shù)分類1.1.4電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)、電能質(zhì)量控制的關(guān)系用能質(zhì)控制新力子裝1.1.5用于電能質(zhì)量控制的新型電力電子裝置4/1.1.1電能質(zhì)量問題111z頻率的問題z幅值的問題–穩(wěn)態(tài)過電壓、欠電壓及電壓波動(dòng)–閃變(flicker–幅值凹陷(sag,dip、凸升(swell、短時(shí)中斷(interruptionz波形和對(duì)稱度的問題–三相不對(duì)稱(imbalance–諧波(harmonics–缺口(notchingpy–暫態(tài)脈沖(impulsivetransient、暫態(tài)振蕩(oscillatorytransient5/1121.1.2電能質(zhì)量問題的典型危害和影響電壓頻率不穩(wěn),不對(duì)稱,以及穩(wěn)態(tài)過電壓、欠電壓及電壓波動(dòng)、閃變等的危害。z諧波–使產(chǎn)生、傳輸和利用電能的效率降低;使電氣設(shè)備過熱振動(dòng)產(chǎn)生噪音或絕緣老化縮短–使電氣設(shè)備過熱、振動(dòng)、產(chǎn)生噪音或絕緣老化,縮短其壽命,甚至發(fā)生故障、燒毀;–使繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作;–對(duì)通信和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。z電壓驟降對(duì)精密儀器設(shè)備的危害6/–對(duì)精密儀器設(shè)備的危害;–給高產(chǎn)值的連續(xù)生產(chǎn)過程造成的損失。1131.1.3電能質(zhì)量控制技術(shù)分類源頭附近穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題穩(wěn)態(tài)過電壓、欠電壓和電壓波動(dòng)源頭確定就地補(bǔ)償閃變?nèi)嗖粚?duì)稱諧波時(shí)間持續(xù)設(shè)置于系統(tǒng)統(tǒng)補(bǔ)償缺口統(tǒng)一補(bǔ)償暫態(tài)電能質(zhì)量問題電壓幅值凹陷凸升源頭不明重點(diǎn)用戶電壓幅值凹陷、凸升短時(shí)中斷暫態(tài)脈沖、暫態(tài)振蕩時(shí)間不定單獨(dú)保護(hù)7/1.1.4電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)電能質(zhì)量控制的關(guān)系系統(tǒng)、電能質(zhì)量控制的關(guān)系電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展使得在電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)響應(yīng)快速的控制元件,或者在電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)響應(yīng)快速功率適宜能產(chǎn)生任系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)響應(yīng)快速、功率適宜、能產(chǎn)生任意波形的受控電源成為可能。用電發(fā)電電能質(zhì)量控制電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用8/配電輸電1.1.5用于電能質(zhì)量控制的新型電力電子裝置晶閘管投切電容器TSC可解決的問題穩(wěn)態(tài)過電壓、欠電壓(晶閘管控制電抗器(TCR無(wú)功功率電壓波動(dòng)閃變TCR+TSC補(bǔ)償裝置三相不對(duì)稱靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG,ASVC,STATCOM9/1.1.5用于電能質(zhì)量控制的新型電力電子裝置可解決的問題諧波(有源電力濾波器(缺口穩(wěn)態(tài)過電壓、欠電壓((APF(電壓波動(dòng)閃變?nèi)嗖粚?duì)稱10/1.1.5用于電能質(zhì)量控制的新型電力電子裝置可解決的問題動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器電壓幅度凹陷電幅度陷(DVR電壓幅度凸升(短時(shí)中斷11/1.2諧波與無(wú)功簡(jiǎn)介121.2.1諧波問題及研究現(xiàn)狀1.2.2諧波抑制1231.2.3無(wú)功補(bǔ)償1.2.4本書內(nèi)容概述1241.2.5本課程的教學(xué)方法12/1.2.1諧波問題及研究現(xiàn)狀“諧波”——起源于聲學(xué)。–18--19世紀(jì),傅立葉提出諧波分析法;–20世紀(jì)20年代,電力系統(tǒng)諧波問題出現(xiàn)(靜止汞弧變流器在德國(guó)使用;–1945年,J.C.Read經(jīng)典論文發(fā)表;–50—60年代,大量相關(guān)論文發(fā)表(E.W.Kimbark作了總結(jié);年代以來世界各國(guó)充分關(guān)注–70年代以來,世界各國(guó)充分關(guān)注;–我國(guó)對(duì)諧波問題的研究起步較晚。13/1.2.1諧波問題及研究現(xiàn)狀121z諧波研究的意義–諧波的危害十分嚴(yán)重;–影響電力電子技術(shù)自身發(fā)展;–環(huán)保,建立綠色電力系統(tǒng)。環(huán)保建立“綠色”電力系統(tǒng)z諧波問題的研究方向1諧波相關(guān)的功率定義和功率理論;諧波相關(guān)的功率定義和功率理論2諧波分析以及諧波影響和危害的分析;3諧波的補(bǔ)償和抑制;4諧波相關(guān)的測(cè)量和限制諧波標(biāo)準(zhǔn)問題。14/1211.2.1諧波問題及研究現(xiàn)狀諧波分析諧波源分析電力系統(tǒng)諧波分析變壓器電力電子裝置以電力系統(tǒng)為對(duì)象SVC15/1.2.1諧波問題及研究現(xiàn)狀121z諧波的測(cè)量–諧波問題研究的主要依據(jù)、出發(fā)點(diǎn);–電子技術(shù)的引入;–功率、電能的測(cè)量;功率電能的測(cè)量–存在的問題:標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。存在的問題標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一16/1.2.2諧波抑制122z諧波抑制的思想裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置來補(bǔ)償諧波LC調(diào)諧濾波器有源電力濾波器APF采用高功率因數(shù)電力電子裝置17/1.2.2諧波抑制122zLC調(diào)諧濾波器–既可補(bǔ)償諧波,又可補(bǔ)償無(wú)功,結(jié)構(gòu)既可補(bǔ)償諧波又可補(bǔ)償無(wú)功結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;–補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響;–只能補(bǔ)償固定頻率的諧波,補(bǔ)償效果不甚理想不甚理想。18/1.2.2諧波抑制122z有源電力濾波器ActivePowerFilter–基本思想在六、七十年代就已經(jīng)形成;基本思想在六七十年代就已經(jīng)形成–對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響;–變流電路可分為電壓型和電流型;–與補(bǔ)償對(duì)象的連接方式——并聯(lián)&串聯(lián);–可與LC調(diào)諧濾波器混合使用。19/1.2.2諧波抑制122z其他的補(bǔ)償方法–單位功率因數(shù)變流器單位功率數(shù)變流–采用多重化技術(shù)–PWM整流器–功率因數(shù)校正電路PFC–矩陣式變頻器…20/1.2.3無(wú)功補(bǔ)償123z無(wú)功功率–概念清楚,極其重要,定義不統(tǒng)一–對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都十分重要–要像有功功率那樣傳輸無(wú)功功率么?z無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔猫C提高供用電系統(tǒng)及負(fù)荷的功率因數(shù),降低設(shè)備容量,減少功率損耗;容量減少功率損耗–穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓,提高供電質(zhì)量–在電氣化鐵道等三相負(fù)荷不對(duì)稱的場(chǎng)合,通過適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)荷。荷21/1.2.3無(wú)功補(bǔ)償123z無(wú)功補(bǔ)償裝置–同步調(diào)相機(jī)–并聯(lián)電容器–靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC–靜止無(wú)功發(fā)生器SVG22/第2章諧波和無(wú)功功率2.1諧波和諧波分析2.2無(wú)功功率和功率因數(shù)2.3諧波和無(wú)功功率的產(chǎn)生2.4無(wú)功功率的影響和諧波的危害23/2.1諧波和諧波分析212.1.1諧波的基本概念2.1.2諧波分析2122.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓電流限值24/2112.1.1諧波的基本概念z諧波的基本概念正弦波電壓可表示為:正弦波電壓施加在線性無(wú)源元件上其電t(Usin2t(uαω+=正弦波電壓施加在線性無(wú)源元件上,其電流和電壓仍為同頻率的正弦波.正弦波電壓施加在非線性電路上時(shí)呢?非正弦電壓施加在線性電路上時(shí)呢?25/2112.1.1諧波的基本概念z對(duì)于周期為T=2π/ω的非正弦電壓u(ωt,一般滿足狄里赫利條件可分解為如下形式的傅里葉級(jí)足狄里赫利條件,可分解為如下形式的傅里葉級(jí)數(shù):∞i∑=++=10sincos((nnntnbtnaatuωωω12πcos1((2200==∫πωωωωωπttdntuatdtua其中,(sin(1((200=∫∫πωωωπttdntubnn26/....321n、、=π2112.1.1諧波的基本概念或∑∞=?++=032(sin((nntncatu?ωω式中,cn、?n和an、bn的關(guān)系為1nnnnbac22+=nnnbaarctg?i/(=nnnca?sin==27/nnncb?cos2112.1.1諧波的基本概念n次諧波電壓含有率HRUn(harmonicratio(2-4=×100(%nnUHRUn次諧波電流含有率以HRIn(2-51U=×nI(25諧波電壓含量UH和諧波電流含量IH1100(%nHRII(2-6(2-7totalharmonicdistortionUUHnn==∞∑22IIHnn==∞∑22THDU(totalharmonicdistortion和電流諧波總畸變率THDi(2-8(2-9THDU×In28/(28(29UuH=1100(%THDIi=×1100(%2.1.1諧波的基本概念211諧波一個(gè)周期電氣量中頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的正弦波分量。注意:暫態(tài)現(xiàn)象和諧波是不同的;非正弦波形的波形系數(shù)和振幅系數(shù)描述不和非正弦波構(gòu)成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系描述不和非正弦波構(gòu)成對(duì)應(yīng)關(guān)系。29/2122.1.2諧波分析諧波分析時(shí)特殊波形的處理1〉u(ωt為奇函數(shù)均為零直流分量ao和余弦項(xiàng)系數(shù)an均為零。π2(2-10∫=ωωωπ0(dsin(ttntubnn=1,2,3,……30/2122.1.2諧波分析2〉u(ωt為偶函數(shù)正弦項(xiàng)系數(shù)bn為零?=1π(2-11??∫2(d(00ttuaπωωπ???=∫(dcos(0ttntuanωωωπ???=L,3,2,1n31/2122.1.2諧波分析z3〉對(duì)稱函數(shù)u(ωt+π=-u(ωt?autntdtn=?∫20πωωωπ(cos((2-12butntdtn=???∫20πωωωπ(sin(n=????135,,,L32/2122.1.2諧波分析4〉1/4周期對(duì)稱波形且在正半周期內(nèi)前后u(ωt+π=-u(ωt,且在正半周期內(nèi),前后π/2的波形以π/2軸線對(duì)稱(213??=42π(2-13??=∫L,5,3,1(sin(0nttdntubnωωωπ?33/2122.1.2諧波分析三相電路中的諧波分析對(duì)稱三相電路中三相電壓可表示為對(duì)稱三相電路中,三相電壓可表示為?=2(ωtuua(2-14????+=?=3/2(3/(πωπωtuutuucb設(shè)a相電壓所含的n次諧波為uUnt=+2sin(ω則b、c相電壓所含n次諧波就分別為annn(?i(34/3/2sin(2nnbnntnUu?πω+?=3/2sin(2nncnntnUu?πω++=2.1.2諧波分析212對(duì)上面各式進(jìn)行分析,可得出以下結(jié)論(1n3k(k1,2,3,…,下同,即n為3、6、9等時(shí),三(1=3=1,2,3,相電壓的諧波大小和相位均相同,為零序性諧波。(即為等時(shí)相電壓相滯(2n=3k+1,即n4、7、10等時(shí),b相電壓比a后2π/3,c相電壓比a相電壓超前2π/3,這些次數(shù)的諧波均為正序性諧波。對(duì)稱三相電路的基波本身也是正序性的。性的(3n=3k-1,即n為2、5、8等時(shí),b相電壓比a相超前這些次數(shù)的諧波均2π/3,c相電壓比a相電壓滯后2π/3,這些次數(shù)的諧波均為負(fù)序性諧波。35/2.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓電流限值213z許多國(guó)家都發(fā)布了限制電網(wǎng)諧波的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)z原因:公用電網(wǎng)中的諧波電壓和諧波電流對(duì)用電設(shè)備和電網(wǎng)本身都會(huì)造成危害。制定原則限制諧波源注入電網(wǎng)的諧波電流把電z制定原則:限制諧波源注入電網(wǎng)的諧波電流,把電網(wǎng)諧波電壓控制在允許范圍內(nèi),使接在電網(wǎng)中的電氣設(shè)備能免受諧波干擾而正常工作。z公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓限值z(mì)注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值36/2132.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓電流限值特殊情況的處理1.公共連接點(diǎn)處的最小短路容量不同于基準(zhǔn)短路容量諧波電流允許值按下式修正(2-15ISIk=1第n次諧波電壓含有率HRUn與電流分量In的關(guān)系如下Snkhp2未知HRUZIUnnnN=310(%若諧波阻抗Zn未知,nUINn337/HRUSnk=10(%2132.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓電流限值兩個(gè)諧波源的同次諧波電流在一條線路上的同一相上迭加同相上迭加1〉相位角已知,總諧波電流In為(21922(2-19〉相位角不確定總諧波電流IIIIInnnnnn=++12122cosθ2〉相位角不確定,總諧波電流In為(2-20IIIKIInnnnnn=++122212式中系數(shù)Kn可按下表選取。h35611139,>13,偶次16212807202100838/Kh1.621.280.720.180.0802132.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓電流限值3.兩個(gè)以上同次諧波電流的迭加首先將兩個(gè)諧波電流迭加,然后再與第三個(gè)諧波電流迭加,以此類推。4.兩個(gè)及兩個(gè)以上諧波源在同一節(jié)點(diǎn)同一相上引起的同次諧波電壓的迭加公式和式(2-19或(2-20類似。共連接點(diǎn)有多個(gè)用戶5.同一公共連接點(diǎn)有多個(gè)用戶每個(gè)用戶向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按此用戶在該點(diǎn)的協(xié)議容量與其公共連接點(diǎn)的供電設(shè)備容量之比進(jìn)行分配。第i個(gè)用戶的第n次諧波電流允許值Ini為:39/IISSninit=(//1α2.2無(wú)功功率和功率因數(shù)222.2.1正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)2.2.2非正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)2222.2.3無(wú)功功率的時(shí)域分析2.2.4三相電路的功率因數(shù)2.2.5無(wú)功功率的物理意義2252.2.6無(wú)功功率理論的研究及其進(jìn)展無(wú)功功率論的研究及其進(jìn)展40/2212.2.1正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)正弦電路中,負(fù)載是線性的,電路中的電壓和電流都是正弦波。設(shè)電壓和電流分別可表示為uUt=2sinωiIt=?2sin(ω?(2-22ItIt=?22cossinsincos?ω?ωiipq=+電流i41/i被分解為和電壓同相位的分量ip和與電壓相差90°的分量iq。2212.2.1正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)ip和iq分別為?iiItiItp==???22cossinsincos?ωω(2-23Iq???p和iq分別稱為正弦電路的有功電流分量和無(wú)功電流分量。電路的有功功率為:P=UIcos?電路的無(wú)功功率為:Q=UIsin?42/2212.2.1正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)定義S=UI=P22視在功率S=UI=P+Q功率因數(shù)——有功功率與實(shí)在功率的比值。SP=λ?正弦波電路中,功率因數(shù)常用cos?來表示。43/2222.2.2非正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)在含有諧波的非弦電路中有功功率在含有諧波的非正弦電路中,有功功率、視在功率和功率因數(shù)的定義均和正弦波電路相同,物理意義也沒有變化物理意義也沒有變化。有功功率P為∫∞12π電壓和電流的有效值分別為PuidtUInnnn==∑=201πω?(cos(2-29UUnn==∞∑21IInn==∞∑21?∑∑44/SUIUInnnn====11(2-322222.2.2非正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)仿照式(2-28,可以定義無(wú)功功率(2-3322這個(gè)定義只反映了能量的流動(dòng)和交換,并不反映能量在負(fù)載中的消耗PSQ?=能量在負(fù)載中的消耗。仿照式(2-25也可以定義無(wú)功功率(2-34引入非正弦電路后可能出現(xiàn)些很不合理的現(xiàn)∑∞==1sinnnnnfIUQ?引入非正弦電路后,可能出現(xiàn)一些很不合理的現(xiàn)象,因此這種定義也不甚理想。45/2222.2.2非正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)在非正弦的情況下,S2≠P2+Qf2,因此引入畸變功率D,使得S2=P2+Qf2+D2(2-35比較可得Q2=Qf2+D2(2-36和Qf不同,D是不同頻率的電壓電流正弦波分量之間產(chǎn)生的。在公共電網(wǎng)中,考慮到不同頻率的電壓電流之間不產(chǎn)生有功功率,按照上述定義可以得到222211111cossinffPUIQUIPQUI??==+=2∞∞∑∑46/222222222222122nfnnnSUIUIUIDSPQUI====+=??=2222.2.2非正弦電路的無(wú)功功率和功率因數(shù)在這種情況下,Qf和D都有明確的物理意義。Qf是基波電流所產(chǎn)生的無(wú)功功率,D是諧波電流所產(chǎn)生的無(wú)功功率。這時(shí)功率因數(shù)為λ??ν?====PSUIUIII11111coscoscos基波電總電流功流相移基波諧基波率電流波有功波電無(wú)功因47/形畸變電流流電流數(shù)2232.2.3無(wú)功功率的時(shí)域分析以上分析是從頻域角度進(jìn)行分析本節(jié)直觀的以上分析是從頻域角度進(jìn)行分析,本節(jié)直觀的從時(shí)域角度對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行分析。時(shí)域分析原理itGutp((=——把電流按照電壓波形分解成有功電流ip(t和無(wú)功電流i(t兩個(gè)分量,其中i(t的波形與電壓u(t完全一致,即qp式中G為一比例常數(shù),其取值應(yīng)使一周期ip(t內(nèi)所消耗的功率和i(t消耗的功率相等?？傻?P48/GU=2223?2.2.3無(wú)功功率的時(shí)域分析定義無(wú)功電流iq(t為iq(t=i(t–iq(t(2-42由式(2-39和(2-42可得(2-431T∫=即ip和iq正交。因此可求得i、ip和iq的有效值之間關(guān)系如下0Tiidtpq2220202221111TqpTqTpTIIdtiiTdtiTdtiTdtiTI+=++==∫∫∫∫考慮到S=UI,并定義P=UIp、Q=UIq,給上式兩邊同乘以U22=P2+Q2(2-44qp49/可得SQ(2242.2.4三相電路的功率因數(shù)在三相對(duì)稱電路中各相電壓電流均為對(duì)稱在三相對(duì)稱電路中,各相電壓電流均為對(duì)稱,功率因數(shù)也相同。三相電路總的功率因數(shù)就等于各相的功率因數(shù)在三相電路中影響功率因數(shù)各相的功率因數(shù)。在三相電路中,影響功率因數(shù)的因素除電流和電壓的相位差、波形畸變外,還有一個(gè)因數(shù)就是三相不對(duì)稱。三相不對(duì)稱電路的有個(gè)因數(shù)就是三相不對(duì)稱。三相不對(duì)稱電路的功率因數(shù)至今沒有統(tǒng)一的定義。定義之一為∑P(2-45λ=∑S式中各相的S為其電流與各線到人為中點(diǎn)電壓的乘積。該定義簡(jiǎn)單且易于計(jì)算考慮了不對(duì)稱的因50/該定義簡(jiǎn)單且易于計(jì)算,考慮了不對(duì)稱的因素,但其依據(jù)不充分。北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)No.5.2021學(xué)術(shù)研究成果無(wú)功補(bǔ)償電容器中諧波問題的研究胡靜1朱全林2徐健夫2（1、華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)保護(hù)與動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北2、浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江寧波保定0710031；315722）摘要：本文分析了電網(wǎng)中諧波的產(chǎn)生及其對(duì)無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器的影響，探討了在存在諧波影響下電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方案——在并聯(lián)電容器上串聯(lián)電抗器，并闡述了電抗器的參數(shù)選擇問題。通過對(duì)無(wú)功補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗器的故障實(shí)例進(jìn)行定性和定量分析，找出故障原因，擬定應(yīng)對(duì)措施。結(jié)果表明，通過對(duì)串聯(lián)電抗器參數(shù)的調(diào)整，明顯改善了無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行的安全與穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：并聯(lián)電容器；諧波；無(wú)功補(bǔ)償；串聯(lián)電抗器中圖分類號(hào)：TM53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0118（2021）-05-0244-04電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償是提高系統(tǒng)功率因數(shù)、保證電網(wǎng)安全和改善電能質(zhì)量的重要手段。設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償電容器是補(bǔ)償無(wú)功功率的傳統(tǒng)方法之一，在國(guó)內(nèi)外均得到廣泛的應(yīng)用[1]。然而隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及大量非線性負(fù)載的接入，電網(wǎng)中的諧波污染問題日益嚴(yán)重。這些諧波電流使無(wú)功補(bǔ)償裝置的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅，補(bǔ)償電容器的故障率越來越高。同時(shí)，如果無(wú)功補(bǔ)償裝置的參數(shù)匹配不當(dāng)，將使諧波放大甚至發(fā)生諧振，嚴(yán)重影響設(shè)備安全和系統(tǒng)穩(wěn)定。因此，避免電容器與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)或串聯(lián)諧振，保證補(bǔ)償電容器長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)吸收一部分諧波，在一定程度上降低系統(tǒng)的諧波電壓和諧波電流畸變率。一、諧波的產(chǎn)生及其影響在工業(yè)和民用建筑電氣設(shè)備中，有許多非線性負(fù)載，這些非線性負(fù)載能產(chǎn)生各次的高次諧波，被稱為諧波電流源[3]。公用電網(wǎng)中的諧波源主要是各種電力電子裝置（含家用電器、計(jì)算機(jī)等的電源部分）、變壓器、發(fā)電機(jī)、電弧爐和熒光燈等。工業(yè)用電系統(tǒng)中，大多數(shù)為三相負(fù)載，其三相整流裝置所產(chǎn)生的特征諧波主要是5次及5次以上的高次諧波，而在民用建筑電氣設(shè)備中，多數(shù)為單相負(fù)載。這些單相整流裝置產(chǎn)生的特征諧波主要是3次及3次以上的特征諧波。另外由于變壓器磁化曲線的非線性，其勵(lì)磁電流也含有高次諧波分量，其主要是3次諧波和5次諧波。諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，它使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化，也對(duì)周圍的通訊系統(tǒng)和公用電網(wǎng)以外的設(shè)備帶來危害。諧波的危害有很多方面，如諧波電流會(huì)使輸電損耗變大，使電動(dòng)機(jī)過熱和運(yùn)行不穩(wěn)定，造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作等。這里我們主要討論非線性負(fù)載所產(chǎn)生的高次諧波電流對(duì)無(wú)功補(bǔ)償電容器的影響。各次諧波與正弦波的基波合成結(jié)果就是一個(gè)非正弦波，這就是通常所說的畸變波形。這些畸變波形對(duì)并聯(lián)電容器的影響很大，當(dāng)電容器的端電壓為非正弦波時(shí)，會(huì)在電容器介質(zhì)中產(chǎn)生附加的有功損耗，就產(chǎn)生了額外發(fā)熱，使電容器溫度升高。電壓波形的畸變還會(huì)加速電容器介質(zhì)的老化；另外，電容器在諧波頻率下的容抗比在基波頻率下小很多倍，[2]而電網(wǎng)中的變壓器在諧波頻率下的感抗比在基波頻率下大很多倍，導(dǎo)致諧波電流大部分流入并聯(lián)電容器，會(huì)造成電容器過負(fù)荷，甚至燒毀并聯(lián)電容器。二、諧波的放大現(xiàn)象在配電系統(tǒng)中常常會(huì)出現(xiàn)這種情況，當(dāng)并聯(lián)電容器投入運(yùn)行時(shí)，會(huì)使并聯(lián)電容器回路中流入的諧波電流大于非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流，這就是所謂的諧波放大現(xiàn)象?，F(xiàn)在我們用供電系統(tǒng)與并聯(lián)電容器的簡(jiǎn)化電路來進(jìn)行我們就無(wú)功補(bǔ)償電容器的諧波問題進(jìn)行研究，提出改善措施，分析，見圖1。(簡(jiǎn)化電路的前提是：線性負(fù)載的阻抗比系統(tǒng)阻抗大很多，因此線性負(fù)載支路的分流很少，為了簡(jiǎn)化起見)圖中，為諧波源的次在簡(jiǎn)化電路中忽略了線性負(fù)載支路。諧波電流；為進(jìn)入電網(wǎng)的諧波電流；為進(jìn)入電容器的諧波電流。如圖所示，忽略系統(tǒng)的次諧波電阻，則/(1)=+/=(2)+/圖1a系統(tǒng)圖圖1b次諧波電流等效電路本文系國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)：50677018）。作者簡(jiǎn)介：胡靜（1984-），女，碩士研究生，研究方向：發(fā)點(diǎn)運(yùn)行與控制；朱全林（1964-），男，高級(jí)工程師，值長(zhǎng)；徐健夫（1985-），男，工程師。北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)No.5.2021式中：——次諧波電抗()，=——工頻短路電抗()；；；學(xué)術(shù)研究成果式中：——串聯(lián)電抗器的基波電抗()。當(dāng)/>0時(shí)，此時(shí)支路成感性，電流是在兩個(gè)感性支路間分配，所以和均小于，這就有效防止了次諧波1——并聯(lián)電容器次諧波電抗()，=被放大?！⒙?lián)電容器基波電抗()。（二）串聯(lián)電抗器的參數(shù)選擇(2)可見和方向相反，且||=|+|。可見，由式(1)、由于并聯(lián)了電容器，使得流過系統(tǒng)的電流和流過電容器的電流可能大于諧波電流，這種現(xiàn)象稱為諧波電流放大。僅當(dāng)>時(shí)，稱系統(tǒng)諧波電流放大；當(dāng)>時(shí)，稱電容諧波電流放大；當(dāng)、同時(shí)大于時(shí)，稱諧波電流嚴(yán)重放大。最為嚴(yán)重的是，當(dāng)=時(shí)，并聯(lián)電容器與系統(tǒng)對(duì)次諧波產(chǎn)生并聯(lián)諧振[4]，此時(shí)，、均遠(yuǎn)大于。諧振點(diǎn)諧波次數(shù)為0=/0.5，若諧波源中含有次數(shù)接近0的諧波，雖不諧振，但也會(huì)導(dǎo)致該次諧波被放大。上述分析表明，當(dāng)為提高系統(tǒng)功率因數(shù)而進(jìn)行電容無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，如果電容補(bǔ)償裝置參數(shù)選擇不當(dāng)，就可能產(chǎn)生電容器諧波電流放大或諧振現(xiàn)象，致使電容器因長(zhǎng)時(shí)間處于過負(fù)荷工作情況下而燒毀，或者工作在過電壓的情況下而擊穿。三、抑制方法（一）抑制并聯(lián)電容器諧波電流的方法由前述分析可知，在有諧波源的系統(tǒng)中，單獨(dú)使用電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，會(huì)造成諧波電流通過并聯(lián)電容器使其過載。為防止這種情況發(fā)生，一般采取以下三種方式抑制并聯(lián)電容器諧波電流：1、減少使用或不使用產(chǎn)生諧波的電氣設(shè)備；2、改變電網(wǎng)的參數(shù)；3、在并聯(lián)電容器支路中串聯(lián)一個(gè)電抗器。上述三種方法中只有第三種是切實(shí)可行的，也就是在并聯(lián)電容器支路中串聯(lián)電抗器，用來抑制流向并聯(lián)電容器中的諧波電流?，F(xiàn)在我們用圖2來分析串聯(lián)電抗器之后的情況。如圖2所示，串接電抗器之后，和變?yōu)椋?3)(4)圖2a串聯(lián)電抗器后的系統(tǒng)圖圖2b串聯(lián)電抗器的次諧波電流等效電路1、串聯(lián)電抗器的電抗率計(jì)算電抗率就是串聯(lián)電抗器的感抗與并聯(lián)電容器的容抗之比，用百分?jǐn)?shù)表示。在無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器回路中串聯(lián)一組電抗器，其感抗值的選擇應(yīng)使在可能產(chǎn)生的各次諧波下均使電容器回路中的總阻抗為感性，而不是容性，這就從根本上消除了產(chǎn)生諧波的可能。串聯(lián)電抗器感抗的計(jì)算如下：=／(5)式中：——串聯(lián)電抗器的工頻感抗()；——可能產(chǎn)生的最低次諧波次數(shù)；——可靠系數(shù)(一般取1.2～1.5)；——補(bǔ)償并聯(lián)電容器的工頻容抗()。在《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50227-95中，對(duì)于抑制次諧波的串聯(lián)電抗器的電抗率都有推薦值[5]。例如，抑制5次諧波的串聯(lián)電抗器推薦的電抗率為0.06，抑制3次諧波的串聯(lián)電抗器推薦的電抗率為0.12。2、串抗器與電容器額定電壓的匹配問題當(dāng)無(wú)功補(bǔ)償電容器支路串聯(lián)電抗器之后，會(huì)使并聯(lián)電容器的端電升高。根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》中5.2.2.3條規(guī)定：電容器端子運(yùn)行電壓應(yīng)計(jì)入接入串聯(lián)電抗器引起的電容器運(yùn)行電壓升高，其端電壓升高值按下式計(jì)算：(6)式中：——電容器端子運(yùn)行電壓(kV)；——電容器組每相串聯(lián)段數(shù)；——并聯(lián)電容器裝置母線電壓(kV)；——串抗的電抗率(%)，=/。按《電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，變電站母線電壓有一定的允許范圍。例如，變電站10kV母線電壓合格范圍應(yīng)為10~10.7kV。所以，串聯(lián)電抗器的電抗率的選擇還要與電容器的額定電壓和母線電壓的允許范圍相匹配。除此之外，還要注意電抗率對(duì)諧振點(diǎn)諧波次數(shù)的影響，要使串抗器參數(shù)的選擇避免使并聯(lián)和串聯(lián)諧振點(diǎn)及諧波電流嚴(yán)重放大區(qū)的諧波次數(shù)接近該系統(tǒng)主要諧波源的諧波次數(shù)。四、實(shí)例分析（一）系統(tǒng)模型圖3為遼寧營(yíng)口港卸船機(jī)及其配電系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖，卸船機(jī)使用大量的非線性生產(chǎn)設(shè)備，在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量諧波影響正常生產(chǎn)，尤其以5次、7次、11次諧波為主。如圖3所示，兩組(6臺(tái))無(wú)功補(bǔ)償電容器分別并聯(lián)于23#站的兩組皮帶機(jī)10kV母線上，每組中有三組容量不同的并聯(lián)電容器，電容器均為星型接線，其參數(shù)如下：1、容量：150kVar(每相50kVar)，額定電壓：11/kV；2、容量：300kVar(每相100kVar)，額定電壓：11/kV；3、容量：450kVar(每相150kVar)，額定電壓：11/kV。北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)No.5.2021圖3系統(tǒng)示意圖（二）問題分析及改善措施表1、2為上述系統(tǒng)中測(cè)量點(diǎn)4和5的測(cè)量數(shù)據(jù)。學(xué)術(shù)研究成果由表1和表2可以看出，該系統(tǒng)中的諧波以5次諧波為主。為抑制諧波電流，每組無(wú)功補(bǔ)償電容器均串聯(lián)了電抗器電抗率為5%），然而，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)的無(wú)功補(bǔ)償電容器經(jīng)常無(wú)法投入而自動(dòng)斷開?，F(xiàn)以僅投入一組容量最小的電容器為例對(duì)其原因進(jìn)行分析。根據(jù)所給參數(shù)和等效電路圖，計(jì)算出系統(tǒng)5次諧波電流和電容器5次諧波電流為：5=142.57925A，5=26.48075A，因此，流過電容器電流過大，超過熔斷器的熔斷電流使得熔斷器燒斷，所以無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)法投入。針對(duì)這種情況，需要改變串聯(lián)電抗器的參數(shù)來提高無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器運(yùn)行的安全與穩(wěn)定性。經(jīng)過計(jì)算和分析發(fā)現(xiàn)，將電抗率從5%提高到8%是較為合適的。以投入一組容量最小的電容器為例，參數(shù)改變后，5=7.49956A，熔斷電流=1.9=14.9587A，而實(shí)際流過熔斷器的電流為基波與5次諧波的均方根，=10.8472A,小于熔斷電流。同時(shí)，對(duì)單獨(dú)投入另兩組容量不同的電容器后的情況也分別進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果表明，通過熔斷器的電流均沒有超過1.9倍額定電流。因?yàn)楫?dāng)六組并聯(lián)電容器中只有一組投入時(shí)為最差運(yùn)行方式，所以，電容器以其他運(yùn)行方式運(yùn)行時(shí)，均不會(huì)過流。同時(shí)，取10kV母線電壓為10.5kV時(shí)（在合格范圍內(nèi)），得到電容器端子運(yùn)行電壓為=11.41/kV，而電容器額定電壓為11/kV，因此，串抗電抗率與電容器額定電壓和母線電壓允許范圍均相匹配。此外，通過計(jì)算，發(fā)現(xiàn)并聯(lián)諧振點(diǎn)諧波次數(shù)從原來的4.39變?yōu)?.50，串聯(lián)諧振點(diǎn)從4.47變?yōu)?.54，諧波電流嚴(yán)重放大區(qū)間從[4.315，4.431]變?yōu)閇3.456，3.515]。所以對(duì)于本例（主要考慮5次諧波電流），提高串抗的電抗率后，不但使熔斷器不（北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)No.5.2021學(xué)術(shù)研究成果聯(lián)通、網(wǎng)通合并申報(bào)案法律評(píng)論何侃（南京大學(xué)法學(xué)院，江蘇南京210093）摘要：聯(lián)通、網(wǎng)通按照行政指令進(jìn)行合并行為時(shí)，沒有向商務(wù)部反壟斷局進(jìn)行經(jīng)營(yíng)者集中的申報(bào)，在社會(huì)上引發(fā)了極大的關(guān)注。商務(wù)部正式宣布，此次合并違反了《反壟斷法》。本文即以此案情為基礎(chǔ)，從《反壟斷法》相關(guān)規(guī)定入手，對(duì)此次案件進(jìn)行法律分析與評(píng)論。關(guān)鍵詞：聯(lián)通網(wǎng)通合并；行政指令；經(jīng)營(yíng)者集中申報(bào)中圖分類號(hào)：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0118（2021）-05-0247-02由于政府的行政干預(yù)，與國(guó)有企業(yè)的歷史地位，我國(guó)很公布程序往往遵循不嚴(yán)。聯(lián)通、網(wǎng)通合并重組案中的合并部分，就是此方面的典型代表。那么，聯(lián)通、網(wǎng)通的合并交易到底需不需要向商務(wù)部反壟斷局進(jìn)行申報(bào)呢？二者的行為是否涉嫌規(guī)避《反壟斷法》的相關(guān)規(guī)定？國(guó)企對(duì)《反壟斷法》究竟是否享有當(dāng)然豁免權(quán)？以下筆者即在對(duì)案情進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，從主要爭(zhēng)議觀點(diǎn)入手，對(duì)這些問題一一予以討論。一、案情之簡(jiǎn)介：聯(lián)通、網(wǎng)通合并的反壟斷申報(bào)情況繼1999年"一分為四"、2001年"南北拆分"之后，2021年5月24日，我國(guó)電信行業(yè)再次上演了"六合三"的格局演變。當(dāng)日，工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)及財(cái)政部三部委聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于深化電信體制改革的通告》提出，基于電信行業(yè)現(xiàn)狀，為實(shí)現(xiàn)改革目標(biāo)，鼓勵(lì)中國(guó)電信收購(gòu)中國(guó)聯(lián)通CDMA網(wǎng)（包括資產(chǎn)和用戶），中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)網(wǎng)通合并，中國(guó)衛(wèi)通的基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)并入中國(guó)電信，中國(guó)鐵通并入中國(guó)移動(dòng)。在收到三部委的通告后，2021年6月2日，中國(guó)聯(lián)通發(fā)出合并重組公告，稱其就中國(guó)網(wǎng)通合并相關(guān)事宜開展了一系列工作。同年10月8日，中國(guó)聯(lián)通再次發(fā)布公告，稱公司已收到證監(jiān)會(huì)核發(fā)的有關(guān)批復(fù)文件，證監(jiān)會(huì)對(duì)公司下屬中國(guó)聯(lián)通股份與中國(guó)網(wǎng)通集團(tuán)(香港)合并之重大資產(chǎn)重組事項(xiàng)審核無(wú)異議。2021年10月15日，中國(guó)網(wǎng)通與中國(guó)聯(lián)通的上市公司正式合并,工信部副部長(zhǎng)奚國(guó)華蒞臨現(xiàn)場(chǎng)。2021年1月6日，中國(guó)網(wǎng)通與中國(guó)聯(lián)通的非上市公過流，而且遠(yuǎn)離了并聯(lián)和串聯(lián)諧振點(diǎn)以及諧波放大區(qū)，明顯改善了無(wú)功補(bǔ)償電容器運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠性。五、結(jié)論現(xiàn)代電力系統(tǒng)中諧波污染問題已經(jīng)越來越嚴(yán)重，而由諧波所引起的諸如變壓器升溫、電纜燒毀、通信干擾、UPS燒毀以及無(wú)功補(bǔ)償電容器經(jīng)常出現(xiàn)的燒毀或無(wú)法正常投切等故障，已經(jīng)引起電力工作者的高度重視。由于電網(wǎng)都存在不同程度的諧波，因此無(wú)論何時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，都不能拋開諧波問題而孤立地討論補(bǔ)償，否則補(bǔ)償系統(tǒng)將無(wú)安全性可言。同時(shí)，并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置的參數(shù)選擇也至關(guān)重要，應(yīng)進(jìn)行定量分析。只有參數(shù)選擇得當(dāng)，才能保證無(wú)功補(bǔ)償裝置起到應(yīng)有作用的同時(shí)更加安全穩(wěn)定地運(yùn)行。司也進(jìn)行了合并，兩大集團(tuán)正式合并為中國(guó)聯(lián)合通信有限公二、案件之分析：聯(lián)通網(wǎng)通的合并是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)行反壟斷申報(bào)（一）違法論1、《反壟斷法》第二十一條規(guī)定：經(jīng)營(yíng)者集中達(dá)到國(guó)務(wù)院規(guī)定申報(bào)標(biāo)準(zhǔn)的，經(jīng)營(yíng)者應(yīng)當(dāng)事先向國(guó)務(wù)院反壟斷執(zhí)法機(jī)構(gòu)申報(bào)，未申報(bào)的不得實(shí)施集中?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于經(jīng)營(yíng)者集中申報(bào)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定》第三條規(guī)定：經(jīng)營(yíng)者集中達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一的，經(jīng)營(yíng)者應(yīng)當(dāng)事先向國(guó)務(wù)院商務(wù)主管部門申報(bào)，未申報(bào)的不得實(shí)施集中：參與集中的所有經(jīng)營(yíng)者上一會(huì)計(jì)年度在全球范圍內(nèi)的營(yíng)業(yè)額合計(jì)超過100億元人民幣，并且其中至少兩個(gè)經(jīng)營(yíng)者上一會(huì)計(jì)年度在中國(guó)境內(nèi)的營(yíng)業(yè)額均超過4億元人民幣。2、在前款規(guī)定的前提下，聯(lián)通和網(wǎng)通的營(yíng)業(yè)額都已達(dá)到申報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)2021年9月24日發(fā)布的《關(guān)于中國(guó)聯(lián)通股份與中國(guó)網(wǎng)通集團(tuán)（香港）合并之重大資產(chǎn)重組報(bào)告書（修訂稿）》顯示，2007年，聯(lián)通的營(yíng)業(yè)收入約為1004.7億元，網(wǎng)通的營(yíng)業(yè)收入約為869.2億元。3、《反壟斷法》于2021年8月1日起正式實(shí)施，而中國(guó)聯(lián)合通信股份、中國(guó)網(wǎng)絡(luò)通訊集團(tuán)公司這兩家公司的合并正式確立交易議案，中國(guó)證監(jiān)會(huì)審核通過其合并，乃至2021年10月15日兩家上市公司的正式合并，2021年1月6日兩家集團(tuán)企業(yè)的合并完成，其發(fā)生的時(shí)間都是在《反參考文獻(xiàn)：[1]王兆安,楊君,劉進(jìn)軍等.諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償(第2版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[2]胡治國(guó),張靜,何銀永.帶諧波的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)[J].東北電力技術(shù),2005,6.[3]吳磅.諧波電流對(duì)無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器的影響[J].電氣工程應(yīng)用,2005,2(8).[4]ZhenyuHuang,WilsunXu,V.R.Dinavahi．APracticalHarmonicResonanceGuidelineforShuntCapacitorApplications.IEEETrans-actionsonPowerDelivery.2003,18.[5]范杰,夏雪松.無(wú)功補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗器的選擇[J].江蘇電機(jī)工程,2005,24(5).多壟斷型國(guó)有企業(yè)在合并的過程中，對(duì)相關(guān)法律規(guī)定的審批、司。作者簡(jiǎn)介：何侃（1987-）,女，重慶人，土家族，南京大學(xué)法學(xué)院經(jīng)濟(jì)法A09級(jí)碩士研究生。無(wú)功補(bǔ)償電容器中諧波問題的研究作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：胡靜，朱全林，徐健夫胡靜(華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)保護(hù)與動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北,保定,0710031)，朱全林,徐健夫(浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江,寧波,315722)北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)BEIJINGELECTRICPOWERCOLLEGE2021,27(5)參考文獻(xiàn)(5條)1.吳磅諧波電流對(duì)無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器的影響2005(08)2.胡治國(guó);張靜;何銀永帶諧波的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)[期刊論文]-東北電力技術(shù)2005(06)3.王兆安;楊君;劉進(jìn)軍諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償20064.范杰;夏雪松無(wú)功補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗器的選擇[期刊論文]-江蘇電機(jī)工程2005(05)5.ZhenyuHuang;WilsunXu;V.R.DinavahiAPracticalHarmonicResonanceGuidelineforShuntCapacitorApplications2003(18)1引言功率因數(shù)是電力系統(tǒng)，特別是電力用戶的一項(xiàng)重要指標(biāo)，提高用電負(fù)荷的功率因數(shù)可以使發(fā)、變電設(shè)備和輸電線路的能力得到充分的發(fā)揮，降低備級(jí)供電線路和供電變壓器的功率損失、電壓損失、并節(jié)約電能。目前煤礦供電系統(tǒng)主要采取集中補(bǔ)償方法提高功率因數(shù)，即在礦井地面變電所6kV母線上并聯(lián)電力電容器來提高功率因數(shù)，它能夠改善電網(wǎng)功率因數(shù)，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量和能力，節(jié)約電能。下面就結(jié)合曉南煤礦供電實(shí)際情況，探討采用無(wú)功就地補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用前景。2井下供電概況隨著采掘機(jī)械化的發(fā)展，曉南煤礦原煤產(chǎn)量的大幅度提高，使得工作面電氣設(shè)備總?cè)萘?，單機(jī)功率明顯加大，供電距離加長(zhǎng)。由于用電設(shè)備自身無(wú)功功率損耗的存在，造成井下電網(wǎng)功率因數(shù)較低，約為0.65。這樣就使得供電設(shè)備、設(shè)施的利用率降低，并且還增大了供電線路的功率損耗。3無(wú)功就地補(bǔ)償原理無(wú)功就地補(bǔ)償技術(shù)采用靜電電容器直接并聯(lián)于電網(wǎng)末端的感性負(fù)載上，利用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，最大限度地減小系統(tǒng)中流過的無(wú)功功率，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，原理圖如圖1。圖1靜電電容補(bǔ)償無(wú)功功率矢量圖圖中ic—電容電流i1—補(bǔ)償前電流i2—補(bǔ)償后電流如圖所示，在未進(jìn)行補(bǔ)償前，線路電流i1滯后于電壓Φ1電角度，采用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償后，線路電流i2滯后于電壓Φ2電角度，因?yàn)棣?大于Φ2，所以cosΦ1小于cosΦ2，即補(bǔ)償后的功率因數(shù)值大于補(bǔ)償前的功率因數(shù)值。因此，利用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，可以提高電網(wǎng)功率因數(shù)。4優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用前景分析4.1降低供電線路的功率損耗4.1.1供電線路的功率損耗由于用電設(shè)備自身無(wú)功功率的存在，使得電力系統(tǒng)向用電設(shè)備提供有功功率的同時(shí)還提供相應(yīng)的無(wú)功功率，這樣電網(wǎng)在輸送有功電流的同時(shí)還輸送一定的無(wú)功電流，總的視在電流增加了。有功功率：P=U·I·cosΦ·10-3(1)式中P—有功功率，kWU—線電壓有效值，VI—相電流有效值，AcosΦ—功率因數(shù)無(wú)功功率：Q=U·I·sinΦ·10-3(2)式中Q—無(wú)功功率，KVAR視在功率：S=U·I·10-3(3)式中S—視在功率，KVA三相供電線路中的功率損耗主要是流過供電線路視在電流在線路電阻上的熱損耗。即：P1=3?I2?R?10-3(4)式中P1—三相供電線路損耗，kWR—供電線路每相的直流電阻，Ω將式(1)代入式(4)中整理得出：(5)由式(5)可以看出P1與cos2Φ由成反比。目前煤礦井下低壓電網(wǎng)自然功率因數(shù)較低，約為0.65。采用無(wú)功就地補(bǔ)償裝置可以使cosΦ提高到0.95，在負(fù)載不變的情況下可以大大降低供電線路的功率損耗。4.1.2節(jié)約電力以鐵煤集團(tuán)曉南礦西三三部皮帶輸送機(jī)(以下簡(jiǎn)稱皮帶)為例，無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝在配電點(diǎn)受入開關(guān)后面，進(jìn)行比較。圖2西三三部皮帶供電系統(tǒng)圖根據(jù)式(5)的計(jì)算補(bǔ)償前供電線路的功率損耗為6.7kW，補(bǔ)償后供電線路的功率損耗為3.6kW。補(bǔ)償后供電線路的功率損耗減少3.1lkW。供電系統(tǒng)圖如圖2所示。皮帶每天工作18h，年工作日按350天計(jì)算，則每年可節(jié)約電力為19530度；按平價(jià)電費(fèi)0.468元/度計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)9140元。如果該礦在表1中各地點(diǎn)安裝無(wú)功就地補(bǔ)償裝置，全礦每年可節(jié)約電費(fèi)5.42萬(wàn)元。4.2提高線路供電能力由式(1)可得出：(6)仍以西三三部皮帶為例，經(jīng)計(jì)算得出補(bǔ)償前線路負(fù)載電流為180A，根據(jù)電纜長(zhǎng)時(shí)允許載流量選擇截面積為70mm2的電纜作為供電線路。補(bǔ)償后線路負(fù)載電流為132A，根據(jù)電纜長(zhǎng)時(shí)允許載流量供電電路就可以選擇截面積為50mm2的電纜。70mm2電纜單價(jià)117元/m，50mm2電纜單價(jià)為88元/m，供電線路電纜450m，這樣每處配電點(diǎn)可以節(jié)約投資1.2萬(wàn)元左右。同時(shí)由于負(fù)載電流降低了48A，這樣即可以選擇容量小的變壓器，以節(jié)約投資，也可以提高現(xiàn)有變壓器的負(fù)載能力。表1節(jié)約電力匯總表4.3減少供電線路電壓損失線路電壓損失可按下式計(jì)算：按式(7)的計(jì)算得出補(bǔ)償前供電線路電壓損失為5.61％，補(bǔ)償后線路電壓損失為4.82％，補(bǔ)償后線路電壓損失減少了0.79％。井下供電電壓額定值為690V，補(bǔ)償后供電線路電壓降減少49.3V，有利于用電設(shè)備重負(fù)荷起動(dòng)。5結(jié)論通過以上對(duì)無(wú)功就地補(bǔ)償技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的比較，可以看出，在煤礦安裝、使用無(wú)功就地補(bǔ)償裝置，可以改善電網(wǎng)質(zhì)量、節(jié)約電力、減少安裝材料資金，能取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，具有良好的應(yīng)用前景。第39卷第4期有色金屬加工Vol139No142021年8月NONFERROUSMETALSPROCESSINGAugust2021軋機(jī)主機(jī)抗諧波無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方案和特點(diǎn)李濟(jì)明,余勇(洛陽(yáng)有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院河南洛陽(yáng),471039摘要:通過對(duì)軋機(jī)主機(jī)電機(jī)的生產(chǎn)情況分析,設(shè)計(jì)出針對(duì)主電機(jī)進(jìn)行抗諧波無(wú)功補(bǔ)償裝置的方案,闡明方案中的具體特點(diǎn)及需注意的事項(xiàng)。關(guān)鍵詞:功率因數(shù);諧波;整流器;阻抗;晶閘管;觸發(fā)模塊中圖分類號(hào):TM921文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-6795(202104-0054-04收稿日期:2021-03-18作者簡(jiǎn)介:李濟(jì)明,男,工程師補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償對(duì)象是有色金屬軋機(jī),主要是軋機(jī)的主傳動(dòng)(既軋輥傳動(dòng)系統(tǒng)。因此,就必須了解軋機(jī)主傳動(dòng)的工作特性。有色軋機(jī)大量的是鋁軋機(jī)和銅軋機(jī),軋機(jī)又分為冷軋和熱軋,其工作特性也有差別。目前,國(guó)內(nèi)的軋機(jī)主傳動(dòng)有直流傳動(dòng)和交流變頻傳動(dòng)兩種方式。現(xiàn)有的補(bǔ)償裝置是為直流傳動(dòng)配套的。因此,本文僅討論軋機(jī)直流傳動(dòng)的某些特性,從軋機(jī)運(yùn)行時(shí)的自然功率因數(shù)和諧波兩方面來討論。1功率因數(shù)軋機(jī)主傳動(dòng)電機(jī)的功率一般為1000~2500kW。電機(jī)由晶閘管全數(shù)字整流器供電。整流系統(tǒng)主回路為三相全控橋,由專用整流變壓器供電。每臺(tái)電機(jī)的整流器由一個(gè)整流變的二次線圈供電。設(shè)計(jì)階段,軋機(jī)的功率因數(shù)可以由三種方法確定:一為類似軋機(jī)運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)實(shí)測(cè)值,這種數(shù)據(jù)可信度高但不易得到;二為從設(shè)計(jì)手冊(cè)查得并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取,這種數(shù)據(jù)由于手冊(cè)往往過時(shí)其可信度不高;三為根據(jù)典型軋機(jī)道次表計(jì)算,這種數(shù)據(jù)比較直接,其可信度在上述一、二之間?，F(xiàn)舉冷軋機(jī)為例。某廠1850mm鋁冷軋機(jī),主傳動(dòng)電機(jī)2@2000kW,開卷電機(jī)750kW,卷取電機(jī)2@950kW。一個(gè)典型的軋制道次表的功率及功率因數(shù)見表1。表1一個(gè)典型軋制道次表的功率及功率因數(shù)道次帶圈起始段帶圈中間段帶圈終了段6/1P(kWQ(kvarcos5P(kWQ(kvarcos5P(kWQ(kvarcos5開卷-2659200.276-3085100.52-3143000.72主機(jī)413240450.71413240450.71413240450.71卷取9067000.7991412140.699822.41合計(jì)477356650.64473857690.63481665470.59從表1可見,主機(jī)功率因數(shù)為0171,一般設(shè)計(jì)時(shí)取0168~0171。2諧波整流器為三相全控橋,對(duì)于供電給軋機(jī)電機(jī)的每個(gè)整流變次級(jí)線圈的二次側(cè)來說,都是六脈動(dòng)整流。網(wǎng)絡(luò)中所含特征諧波的次數(shù)為5、7、11,,等各次。以下為實(shí)測(cè)鋁軋機(jī)運(yùn)行時(shí)的波形圖和各次諧波含量(圖1第4期有色金屬加工從圖2可見,電流波形畸變較大,但非特征諧波(3次及偶次諧波的含量很小,設(shè)計(jì)時(shí)可以只考慮5、7、11等特征諧波。3設(shè)計(jì)方案補(bǔ)償裝置接在整流變壓器的二次側(cè),與晶閘管整流器并聯(lián),如圖3。一般說來,單臺(tái)軋機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償裝置有接在整流變壓器一次側(cè)和二次側(cè)兩種方式。過去的補(bǔ)償裝置都是接在一次側(cè)的,一次側(cè)10kV電網(wǎng)上往往有幾臺(tái)軋機(jī)的整流變壓器,這些軋機(jī)都有諧波注入電網(wǎng),對(duì)本軋機(jī)的補(bǔ)償裝置造成影響。要消除這些影響目前沒有很好的辦法。另外,在高壓電網(wǎng)投切電容器比較經(jīng)濟(jì)的方式是采用真空斷路器或真空接觸器,這些高壓電器都不允許頻繁操作。這樣,就不能隨著軋機(jī)的運(yùn)行來調(diào)節(jié)功率因數(shù)。而在整流變壓器二次側(cè),其他軋機(jī)諧波的影響因有變壓器的隔離作用就變得很小。同時(shí),低壓采用晶閘管投切電容器可快速跟蹤負(fù)載變好調(diào)節(jié)功率因數(shù)。補(bǔ)償裝置主電路示意圖(圖4。從圖4可見,本裝置是抗諧波晶閘管無(wú)觸點(diǎn)投切(TSC方式。主電路主要由熔斷器、開關(guān)模塊、電抗器、電容器組成。電抗器的電抗率根據(jù)抑制網(wǎng)絡(luò)的最低次諧波的原則確定。開關(guān)模塊由晶閘管和整流二極管反并聯(lián)構(gòu)成,對(duì)于電容器有預(yù)充電作用,以避免投切電容器的沖擊。每個(gè)開關(guān)模塊都配有一個(gè)觸發(fā)模塊,觸發(fā)模塊采用零電流投切技術(shù),能確保投切時(shí)對(duì)電網(wǎng)及電容器不產(chǎn)生沖擊。主回路中的電流互感器用于檢測(cè)電容器電流以保護(hù)電容器免于過載。電容器的投切控制采用無(wú)功補(bǔ)償控制器,控制器采用反饋式監(jiān)測(cè),以系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)為投切物理量,在10ms內(nèi)完成信號(hào)采集、計(jì)算及控制輸出,投切開關(guān)接到投切指令后在小于10ms內(nèi)完成零電流投入,整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間小于20ms。能滿足快速跟蹤負(fù)載變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。一般每柜裝一臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償控制器,采用循環(huán)投切的方式,使各電容器的通電時(shí)間均等,以延長(zhǎng)其使用壽命。本裝置采用電容器等容量的配置方式,即一套裝置的各個(gè)電容主回路完全相同。這樣,根據(jù)常用的電容器事先選擇好每種電容器的主回路元件參數(shù),然后按照需要補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘窟M(jìn)行主回路的模塊化組合。4電容器運(yùn)行參數(shù)的校核補(bǔ)償裝置內(nèi)各元件參數(shù)選定后,還要進(jìn)行校核驗(yàn)算,即對(duì)軋機(jī)的各種工況和投入的各種數(shù)量的電容器,計(jì)算電容器上的電壓電流、諧波流入變壓器的多55少,看電容器的電壓電流有無(wú)超出允許值,諧波電流有無(wú)放大、放大多少。表2是一臺(tái)軋機(jī)的校驗(yàn)算實(shí)例。這臺(tái)軋機(jī)是一臺(tái)熱軋機(jī),主傳動(dòng)電機(jī)功率1600kW,750VDC,整流變壓器2500kW,750VAC,阻抗電壓百分比6%。每回路電容器60kvar,900V。串聯(lián)電抗器的電抗率615%?？偣?4個(gè)回路。計(jì)算中采用的公式這里不再羅列,詳見/電力電容器0雜志2006年第5期5電力網(wǎng)