谐波治理在某电缆厂的应用实例.docx

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1、谐波治理在某电缆厂的应用实例嘉定201801随着工业经济的迅猛开展，科学技术的不断进步，大量的直流设备、变频调速设备及其它非线性负荷被广泛应用，对供电系统电能质量要求越来越高。高次谐波的产生，增加了电能谐波损耗，降低了系统功率因数，不仅影响电网的质量，而且还很大程度的影响电网的可靠性，严重时造成继电保护误动，烧毁微机保护线路板、数字电能表及其它微机装置。1、故障现象某电缆厂400V供电系统由两台欧式箱式变电站组成，两台箱变的接线方案一致，但其箱变出线所带负荷不一样。两台欧式箱式变电站投运不久，1号箱变就发生了无功补偿柜中元器件损坏的情况。损坏的元器件主要是电容接触器和熔断器，其中电容接触器烧毁

2、严重。起初分析以为可能是电容接触器的桩头接线松动导致接触电阻增加，桩头接线发热起火烧坏电容器接触器，进而引起接触器上侧的熔断器烧毁，产生的火苗又损坏了熔断器。随后该公司即更换了烧坏的元器件，同时对所有的接线桩头进展了检查，无功补偿柜改良后继续投入运行。但是更改后的无功补偿柜使用不到一个月，再次出现了元器件损坏的情况。元器件损坏的位置、现象根本和上次的情况一样。2、原因分析两次无功补偿柜的故障都发生在1号箱变而非2号箱变，比照分析1、2号箱式变电站的负荷可以发现，2号箱变的负载根本上为异步电动机和办公照明负载，相对负载较小；而1号箱变所带负载中除了异步电动机还有三台直流电动机，其功率分别为185

3、kw、155kw、30kw。此外，还有大量通过可控硅控温的加热设备，相对2号箱变负载较大。在两次无功补偿柜发生故障时，该厂的交联电缆消费线都在运转，也就是讲直流电机和相当一局部的加热设备都挂在1号箱变的低压母线上。该厂的加热回路采用了三相半控桥式整流电路，同时用沟通电源对直流电机供电少不了要有整流装置。由于整流装置输出波形的非正弦性，不同相数的整流电路会产生不同特征的谐波电流。如三相桥式的6相脉动整流电路产生的谐波电流主要为6k1次(5、7、11、13次，等等)见表1。表16相脉动整流装置电流谐波理论数据因此，交联电缆消费线在消费时可能对1号箱变400V系统产生了谐波。根据对负荷性质分析和理论

4、公式的推算，可以确定1号箱变400V系统中存在6k1次为主的谐波电流。为了证实和明确1号箱变400V系统的谐波情况和参数，对1号、2号箱变进展了屡次的比照测量。2号箱变总线电流波形和频谱图分析见图1，1号箱变总线电流波形和频谱图分析见图2。比照分析图1和图2，2号箱变总线电流波形为规那么正弦波，频谱图分析也说明其电流根本只含基波50Hz电流；1号箱变总线电流波形为非正弦波，频谱图分析可以看出含有3、5、7、11次等谐波。电流总畸变率THDi为52.32%，功率因数0.8，系统阻抗R=0.1WL=0.1mH，系统短路容量10MVA。1号箱变的无功补偿柜之所以数次出现电容接触器和熔断器损坏的情况，

5、其原因就是交联电缆消费线产生的谐波电流被无功补偿柜的电容器放大产生了过电流，致使接触器和熔断器过热损坏。3、谐波治理谐波电流不仅影响无功补偿柜的正常使用，致使无功功率电费支出增加，谐波污染越来越多地威胁到电力系统平安、稳定、经济运行，给同一网络的线性负载和其它用户带来了极大影响。谐波已与电磁干扰、功率因数降低并列为电力系统的三大公害。所以理解谐波产生的原理、研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统平安经济运行有着非常积极的意义。谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，对抑制谐波、解决谐波产生的问题有着重要的指导作用。因此对谐波的测量和分析是电力系统分析和控制中的一项重要工作，

6、是继电保护、故障测量等工作开展的重要前提。在电力系统抑制和治理谐波的主要措施有：进步供电电压等级；加大系统短路容量；增加变流装置的脉动数；改善系统的运行方式，设置沟通滤波器等都能减小系统中的谐波成分。对于该电缆厂，由于供电系统的方案已定型，我们可以考虑设置有源滤波器。设置APF的好处有：改善系统用电环境，进步用电质量；进步系统功率因数，减少无功发款，带来经济效益；改善三相系统负载电流的平衡，降低N线电流，进步系统稳定性。3.1有源滤波器的工作原理：ANAPF系列有源电力滤波装置，以并联方式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统，进而实现谐波治理和无功补偿。原理如下列图：图3工作原理ANAPF系列有源电力滤波装置主要技术特点：DSP+FPGA全数字控制方式，具有极快的响应时间；先进的主电路拓扑和控制算法，精度更高、运行更稳定；一机多能，既可补谐波，又可兼补无功；模块化设计，便于消费调试；便利的并联设计，方便扩容；具有完善的桥臂过流、保护功能；使用方便，易于操纵和维护。3.2ANAPF技术参数：4、治理效果以下是补偿前后单相功率、5次谐波电流及7资金谐波电流比照图：