探析低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)

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摘要隨著我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行給人們的生產(chǎn)生活帶來了很大的便捷。但是，諧波還會(huì)給低壓電網(wǎng)帶來很大的影響，因而本文主要對(duì)這種影響進(jìn)行分析，進(jìn)而探討低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)，從而提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞低壓配電線路；無功補(bǔ)償裝置；諧波治理技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電力的支撐作用越來越突出，各行各業(yè)對(duì)電能的依賴程度越來越大，但是，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，還會(huì)出現(xiàn)很多問題，不僅有安全質(zhì)量問題，同時(shí)也有諧波影響問題。從20世紀(jì)30年代起，人們就逐漸關(guān)注到電力行業(yè)中的諧波問題，近些年，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子裝置產(chǎn)品在電力系統(tǒng)中得到了普遍應(yīng)用，諧波也隨之產(chǎn)生，諧波主要作用于電網(wǎng)的電壓和電流，使其波形發(fā)生異常變化，從而影響了電力質(zhì)量，甚至給用電設(shè)備的正常運(yùn)行帶來了很大的影響，因而，探析低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)就十分必要，需要引起各大電力企業(yè)的高度重視。

1諧波對(duì)低壓電網(wǎng)的影響

1.1諧波對(duì)低壓配電線路的影響

當(dāng)?shù)蛪号潆娋€路中有諧波電流通過時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)集膚效應(yīng)和有功功率損耗，導(dǎo)致諧波的電阻變大，造成附加線路上電流損耗的增加，嚴(yán)重影響低壓配電線路的效率，并影響用電的質(zhì)量。此外，通常情況下通過中性線的電流都比較小，所使用的線也比較細(xì)，當(dāng)有大量三次諧波從其中穿過時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致配電線路在較短時(shí)間內(nèi)溫度驟升，高溫狀態(tài)對(duì)線路絕緣產(chǎn)生嚴(yán)重影響，造成短路事故的出現(xiàn)，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重事故。

1.2引發(fā)電網(wǎng)諧振

諧振的發(fā)生是由于電感電容儲(chǔ)能元件普遍存在于電力系統(tǒng)中，如果在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，和諧波發(fā)生諧振現(xiàn)象，而在系統(tǒng)的內(nèi)部存在著諧振點(diǎn)，這樣經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，就會(huì)給系統(tǒng)帶來很大的損害。當(dāng)諧波電壓或者諧波電流出現(xiàn)時(shí)，就會(huì)影響繼電保護(hù)器的正常運(yùn)行，甚至造成錯(cuò)誤的移動(dòng)，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)，如果出現(xiàn)諧波，就會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量回路的特性，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大，也可能出現(xiàn)二次設(shè)備動(dòng)作頻繁，造成繼電保護(hù)裝置的接觸點(diǎn)粘結(jié)或者接觸不良，進(jìn)而給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，造成企業(yè)利益的損失。

1.3對(duì)主變壓器的影響

諧波會(huì)對(duì)主變壓器帶來很大的危害，主要是因?yàn)殡娏ζ髽I(yè)的主變壓器是非電爐變壓器，這種變壓器具有自身獨(dú)特的特性，如繞組損耗較為固定，因而當(dāng)出現(xiàn)諧波電流時(shí)，就是增大其繞組損耗，這樣就會(huì)增加內(nèi)部以及外殼部緊固件的溫度，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，就會(huì)給絕緣體帶來嚴(yán)重影響，降低了電力設(shè)備的使用年限，給變壓器帶來了嚴(yán)重?fù)p害，進(jìn)而給企業(yè)利益帶來損失。

1.4對(duì)電容器的影響

諧波很容易對(duì)電容器帶來影響，當(dāng)出現(xiàn)諧波電壓，且作用于電容器時(shí)，此時(shí)電容器的溫度會(huì)不斷升高，當(dāng)溫度達(dá)到或者超過電容器所能承受的最大限度時(shí)，電容器就會(huì)發(fā)生爆炸的危害，給電力企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)，電容器和諧波發(fā)生作用，產(chǎn)生諧波諧振，就會(huì)給電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來很大的損失。

2諧波治理的技術(shù)措施

諧波治理對(duì)于降低配電線路中一些諧波的含有率及電壓總諧波畸變率有著重要意義，進(jìn)而有效增強(qiáng)供電的質(zhì)量，避免各種測(cè)量?jī)x器、控制和保護(hù)裝置、用電設(shè)備等受到損壞，以及保證整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的高效、安全。諧波治理的措施主要有兩種，分別是在用戶端及電網(wǎng)端進(jìn)行諧波治理。

2.1在用戶端實(shí)施的諧波治理

這種在用戶端開展的諧波治理方式是在客戶端植入有源濾波器或者無源濾波器來實(shí)現(xiàn)諧波治理的。無源網(wǎng)絡(luò)是無源濾波器必不可少的，其組成元件有電容、電感和電阻等，通過這些組件來對(duì)電氣負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流進(jìn)行吸收，該諧波治理方法是應(yīng)用最為廣泛的措施。無源濾波器主要包括調(diào)諧濾波器和無源濾波器，而調(diào)諧濾波器又包括單調(diào)和雙調(diào)兩種，分別被用在單一次波和相鄰兩次諧波的治理方面。高濾波器主要是用于某次及其各次諧波的吸收。

2.2在變電站實(shí)施的諧波治理

混合型電力濾波器是在電網(wǎng)端開展諧波治理應(yīng)用比較普遍的方法?；旌闲碗娏V波器是有源濾波器和無源濾波器的混合使用，混合型電力濾波器又可以分為串聯(lián)混合型和并聯(lián)混合型兩種電力濾波器。

3合理選擇低壓無功補(bǔ)償裝置

3.1掌握諧波的含量及負(fù)載的性質(zhì)

能夠抑制諧波的成套濾波器及普通低壓電容補(bǔ)償設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)低壓無功補(bǔ)償，主要是對(duì)諧波含量的大小及負(fù)載性質(zhì)的區(qū)分。其中諧波含量的測(cè)試需要借助諧波測(cè)試儀。而電力負(fù)載性質(zhì)的區(qū)分需要注意3個(gè)方面：第一，負(fù)載的變化幅度及變化頻率；第二，三相負(fù)載中協(xié)調(diào)一致程度的高低；第三，負(fù)載中諧波源的容量。而在一些特殊行業(yè)及場(chǎng)所，例如，大型商用場(chǎng)所、造紙行業(yè)、起重設(shè)備制造行業(yè)等，會(huì)用到較多的大容量熒光燈和變頻器，對(duì)諧波的抑制有非常高的要求，這就需要結(jié)合實(shí)際需要來進(jìn)行設(shè)備的合理選擇。

3.2負(fù)載及配電網(wǎng)技術(shù)參數(shù)的搜集

電網(wǎng)系統(tǒng)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)及相關(guān)信息是設(shè)計(jì)濾波器的關(guān)鍵，必須要隨負(fù)載及配電網(wǎng)的參數(shù)進(jìn)行搜集，其中搜集的參數(shù)主要包括運(yùn)行電壓的變化范圍及大小、電網(wǎng)的額定電壓；電網(wǎng)電壓畸變率的實(shí)際測(cè)試值；基波頻率無功負(fù)載狀態(tài)；關(guān)于諧波電壓及電流的相關(guān)行業(yè)及國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)等。

3.3諧波含量的預(yù)測(cè)

結(jié)合上部分對(duì)技術(shù)參數(shù)及負(fù)載性質(zhì)相關(guān)信息的收集，借助仿真模型的計(jì)算機(jī)來仿真計(jì)算初步提出的補(bǔ)償方案，對(duì)于諧波共振或諧波放大現(xiàn)象是否會(huì)出現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)提前進(jìn)行必要的防治措施。

4無功補(bǔ)償裝置的合理選擇

根據(jù)上文所述可以得出，諧波的產(chǎn)生將直接影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)，會(huì)降低電力設(shè)備的使用年限，進(jìn)而給電力企業(yè)效益帶來很大損失，而隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，且在電力行業(yè)中的不斷應(yīng)用，大大提高了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行效率。而具有克制諧波功能的低壓無功補(bǔ)償裝置以及諧波濾波器的出現(xiàn)，對(duì)于電力企業(yè)效益的提升至關(guān)重要。低壓電網(wǎng)的諧波出現(xiàn)較多的是1、7、13次諧波，低壓諧波濾波器可以在實(shí)際使用中發(fā)揮著重要的作用。該裝置主要是電容器串聯(lián)電抗器組成。

固定式單調(diào)諧波濾波器組，該裝置主要由濾波電抗器和電容器組組成，在選擇電抗器的電感值過程中，主要是使電網(wǎng)間存在的最低次諧波頻率要大于LC回路形成的諧波頻率，以保證設(shè)計(jì)的諧波頻率系數(shù)為141Hz。

有源濾波器，該裝置技術(shù)水平較為先進(jìn)，是一種新型的裝置，主要在國(guó)外生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)量較少，該裝置具備很好的優(yōu)勢(shì)，如響應(yīng)時(shí)間較短，通常而言小于1ms，實(shí)現(xiàn)了三相補(bǔ)償諧波電流，諧波次數(shù)甚至可以達(dá)到50次，進(jìn)而可以有效的降低企業(yè)損失，從而促進(jìn)整個(gè)電力行業(yè)的高效發(fā)展。

5結(jié)論

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展為整個(gè)社會(huì)的發(fā)展提供了很大的動(dòng)力，對(duì)于促進(jìn)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升有著重要意義。但是在低壓電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，還會(huì)出現(xiàn)很多問題，尤其是諧波的危害，給電力企業(yè)帶來了大的損失，這就要求相關(guān)企業(yè)必須要充分了解諧波的危害，進(jìn)而提出低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置的諧波治理技術(shù)，提高電力行業(yè)的安全效率。