1電能質(zhì)量與諧波

1.1 諧波的產(chǎn)生

隨著電力電子變流裝置的應(yīng)用日益廣泛，電能得到了更加充分的利用。但非線性電力裝置設(shè)備的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了大量畸變的電流諧波，畸變電流在電網(wǎng)中的流動(dòng)導(dǎo)致了諧波電壓；諧波污染越來越多地威脅到電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，給同網(wǎng)絡(luò)的線性負(fù)載和其它用戶帶來了極大影響。諧波已與電磁干擾、功率因數(shù)降低并列為電力系統(tǒng)的三大公害。所以了解諧波產(chǎn)生的原理、研究供配電系統(tǒng)中的高次諧波問題對供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著非常積極的意義。諧波測量是諧波問題中的個(gè)重要分支，對抑制諧波、解決諧波產(chǎn)生的問題有著重要的指導(dǎo)作用。因此對諧波的測量和分析是電力系統(tǒng)分析和控制中的項(xiàng)重要工作，是繼電保護(hù)、故障測量等工作開展的重要前提。

主要諧波產(chǎn)生源如下表：

1.2 諧波的危害

1、使電力元件附加損耗加大，易引發(fā)火災(zāi)。

諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。大量三次諧波流過中線會(huì)使線路過熱，甚至引起火災(zāi)。

2、影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

諧波會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲等，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。

3、引起電網(wǎng)諧振。

這種諧振可能使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，會(huì)對系統(tǒng)，特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。

4、使繼電保護(hù)誤動(dòng)作，電氣測量誤差過大。

諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)，特別是微機(jī)綜合保護(hù)器與自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失；諧波還會(huì)使電氣測量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。

5、使工控系統(tǒng)崩潰。

臨近的諧波源或較高次諧波會(huì)對通信及信息處理設(shè)備產(chǎn)生干擾，輕則產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，計(jì)算機(jī)無法正常工作；重則導(dǎo)致信息丟失，使工控系統(tǒng)崩潰。

1.3 諧波治理依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T14549-1993 《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》

GB/T15543-2008 《電能質(zhì)量：三相電壓允許不平衡度》

GB/T12325-2008 《電能質(zhì)量：供電電壓允許偏差》

GB/T12326-2008 《電能質(zhì)量：電壓波動(dòng)和閃變》

GB/T18481-2001 《電能質(zhì)量：暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓》

GB/T15945-2008 《電能質(zhì)量：電力系統(tǒng)頻率允許偏差》

GB7625.1-1998  《低壓電氣電子產(chǎn)品發(fā)出的諧波電流限值》

GB/T15576-1995 《低壓無功功率靜態(tài)補(bǔ)償裝置總技術(shù)條件》

2 有源電力濾波裝置

2.1 型號說明   

2.2 產(chǎn)品外形尺寸 （單位：mm）

2.3 工作原理

ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過實(shí)時(shí)檢測負(fù)載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生個(gè)和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功補(bǔ)償。

原理如下圖：

2.4 主要技術(shù)特點(diǎn)

l DSP+FPGA全數(shù)字控制方式，具有極快的響應(yīng)時(shí)間；

l 的主電路拓?fù)浜涂刂扑惴?，精度更高、運(yùn)行更穩(wěn)定；

l 機(jī)多能，既可補(bǔ)諧波，又可兼補(bǔ)無功；

l 模塊化設(shè)計(jì)，便于生產(chǎn)調(diào)試；

l 便利的并聯(lián)設(shè)計(jì)，方便擴(kuò)容；

l 具有完善的橋臂過流、保護(hù)功能；

l 使用方便，易于操作和維護(hù)。

2.5 技術(shù)參數(shù)

說明：

1、可以通過實(shí)測數(shù)據(jù)確定補(bǔ)償電流，或通過電力系統(tǒng)詳細(xì)信息（單線圖、變壓器、負(fù)荷情況等）計(jì)算出補(bǔ)償電流；

2、三線系統(tǒng)需配置2個(gè)或3個(gè)CT（用于A相和C相），四線系統(tǒng)需要配置3個(gè)CT（用于A相、B相和C相）。

2.6 濾波方案選擇框圖

2.7 安裝技術(shù)要求

2.7.1 布置要求

ANAPF般為標(biāo)準(zhǔn)柜式結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)應(yīng)避免倒置或平放，外形尺寸由所選諧波補(bǔ)償電流值決定，平面布置形式般由諧波電流補(bǔ)償點(diǎn)位置決定。其平面布置要求如下：

1）離墻安裝：正常情況下建議與低壓開關(guān)柜并列離墻布置，正面操作，雙面維護(hù)，背面維護(hù)通道不小于800mm。

2）靠墻安裝：ANAPF也可靠墻布置，正面操作，正面維護(hù)。

3）電氣設(shè)計(jì)人員在考慮系統(tǒng)接線及平面布置時(shí)應(yīng)注意將ANAPF的補(bǔ)償接入點(diǎn)盡量靠近補(bǔ)償對象，并處于采樣CT的上游，或在末端預(yù)留空間供設(shè)計(jì)安裝，CT采樣處下游不能包含容性負(fù)荷。平面布置示意如下圖：

變電所平面布置圖

4）ANAPF所有正常情況下不帶電的金屬外殼均應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的接地制式（TN-S、TN-C-S、TT等）嚴(yán)格做好相應(yīng)的保護(hù)接零或保護(hù)接地。

2.7.2 互感器的安裝

1）互感器的P1端指向電網(wǎng)，P2端指向負(fù)載。

2）互感器與ANAPF的接線如下圖所示：

3）注意互感器的進(jìn)出線要且方向正確。

4）安裝電纜規(guī)格如下表：

安裝電纜與CT采樣線截面積

2.8 主要應(yīng)用范圍及場合

1）機(jī)場：主控室、計(jì)算機(jī)房、廣播系統(tǒng)、EIB燈光調(diào)光系統(tǒng)等。

2）醫(yī)院：ICU（重癥監(jiān)護(hù)室）、MRI（磁共振成像）、手術(shù)室、醫(yī)學(xué)成像室、放療科等。

3）劇場、體育館：解決由于諧波造成的EIB調(diào)光設(shè)備及其它控制設(shè)備的損壞。

4）學(xué)校：精密實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)中心等。

5）研究所：精密儀器、機(jī)房、高精密設(shè)備集中區(qū)域等。

6）大型商場：解決由于節(jié)能燈大量應(yīng)用造成的諧波問題。

7）銀行：計(jì)算機(jī)中心、營業(yè)部計(jì)算機(jī)、安防系統(tǒng)等。

8）稅務(wù)、工商：大型計(jì)算機(jī)中心等。

9）電信機(jī)房：移動(dòng)基站

10）工廠：生產(chǎn)線的PLC、計(jì)算機(jī)控制設(shè)備、高精度機(jī)床、PCS系統(tǒng)、計(jì)量/稱重系統(tǒng)等。

11）電視臺(tái)：圖像設(shè)備、調(diào)光設(shè)備、計(jì)算機(jī)等。

公司名稱：江蘇安科瑞電器制造有限公司
聯(lián) 系 人：鮑靜君
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