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谐波電抗器
矿用10KV变电所高压无功补偿与諧波治理
  • 發布單位:扑克之星手机中文版 - 首页
  • 類別:常見問題
  • 發布時間:2018-2-2
  • 随着电力电子设备越来越多地应用在生产的各个领域内,也为电力系统带来了大量的谐波污染。因此,急需对电力电子设备諧波産生的原因硬其危害进行深入分析,以求探讨综合治理措施,抑制谐波污染,提高电网功率因数,充分利用电能。

    在礦用設備中,阻、感性負載占有很大比例,比如變壓器、电动机、加热器和照明灯等。使用中不仅消耗有功功率,同时也要吸收无功功率才能正常工作。随着电力电子设备(如晶闸管整流器、可控硅调压器、逆变器等)越来越多地应用于生产的各个领域内,也为电力系统带来了大量的谐波污染。因此,急需对电力电子设备諧波産生的原因及其危害进行深入分析。以求探讨综合治理措拖,抑制谐波污染,提高电网功率因数,充分利用电能。

    一、諧波危害

    電網中的諧波危害集中體現在以下幾個方面1.諧波使設備産生附加諧波損耗,降低供配電設備及用電設備的效率,大量的諧波電流流過中性點造成過熱甚至發生火災。2.諧波會影響各種電氣設備的正常工作。諧波過電壓、過電流使變壓器嚴重過熱;使電容器、電纜過熱,絕緣老化,壽命大大縮短。3.諧波引起公用電網並聯諧波和串聯諧波放大。4.諧波導致繼電器保護和自動裝置的誤動作。

    無功功率的影響

    1.無功功率使供電設備容量增大。無功功率的增大導致電流增大及供電設備視在功率增大,同時啓動及控制設備、儀表尺寸和規格也要增大。2.設備和線路損耗加大。無功功率的增大使總電流增大,從而使設備及線路損耗增大。3.變壓器及線路壓降增大,使電網電壓劇烈波動。

    此矿用变电所为双回路10KV进线供电。主副井提升机均为直流电机,由10KV母线经专用干式變壓器,再经三相可控硅整流(6脉动)为电机电枢回路供电。并且主扇风机、压风机、地源热泵空调使用大功率變頻器驱动异步交流电机。而母线直接电容器提供无功补偿,虽然大幅度降低无功功率基波电流,但是同时造成谐波电流放大,导致电容器零序保护继电器频繁误动作。同时,干式變壓器及电缆、电容器在谐波电流影响下相继发生损坏,造成电容器无法正常使用,无功功率大增,功率因数仅为0.75左右。企业受到供电部门的处罚,造成经济损失。

    二、諧波的抑制

    爲了抑制電網中諧波,減少諧波的危害,在加強管理的同時盡量減少電力電子設備諧波含量,安裝有效濾波裝置。

    1采用主動措施,減少電力電子設備的諧波含量。

    減少諧波含量主要從交流裝置本身出發,通過改變結構設計,增加輔助控制來減少或消除諧波。比如首先,多脈波變波技術,通過把6脈波變流器設計成12脈波或24脈波變流器以減少交流側諧波含量;其次,脈寬調制技術,控制PWM輸出波形各轉換時刻,保證四分之一波形對稱,使諧波幅值爲給定量;再次,多電平變流技術,采用移相多重法、順序控制和非對稱控觚多重化方法將方波電流或電壓疊加,使變流側電流或電壓接近正弦波。

    2.安裝電力濾波器,提高濾波性能。

    爲了同時解決無功沖擊和諧波汙染問題(主副提升機、壓風機、主扇風機頻繁啓停,其功率因數、諧波成分變化很大),系統采用了靜止型動態無功補償裝置(SVC)有效地抑制了無功沖擊,明顯改善了電網電壓波動,大大提高了功率因數,帶來了巨大的經濟效益。

    sVc的補償原理是通過控制晶閘管觸發角改變接入系統中svc等效電納的大小,從而達到調節無功功率的目的。靜止無功補償器包括:具有飽和電抗器的靜止無功補償裝置和晶閘管控制電抗器(TCR)或晶閘管投切電容器(TSC)(後兩者統稱SVC)。

    具有飽和電抗器的无功补偿器(SR),分为自饱和電抗器无功补偿装置(通过電抗器自身固有能力稳定电压,利用铁芯的饱和特性控制发出或吸收无功功率大小)、可控饱和電抗器无功补偿装置(通过改变控制饶组中工作电流来控制铁芯饱和度而改变工作组感抗,从而控制无功电流大小)。但是由于造价高、损耗大、有振动和噪声、调整时间长、动态补偿速度慢,因而极少使用。

    晶閘管投切電容器(TSC),單相TSC是采用兩個反並聯的晶閘管將電容接入電網或與電網斷開,而串聯小電感抑制電容器接入電網。TSC關鍵是電容器投切時刻的選取。爲了減少電路中的沖擊電路,最好在電容器與電源電壓相等時投切。爲了保證更好投切電容,必須先充電,充電完成後再投入電容器。TSC能在對三相不平衡負載進行分相補償,操作中不産生過電壓。但對于由負載突變引起電壓突變,僅靠電容器投入電網,電容量變化無法滿足調節的需要。一般TSC與TCR配合使用,以電容器作粗調,以電感作相控細調。同時SVC

    造成大量諧波産生,需将固定电容器与电感串联,构成谐波滤波器来消谐。

    晶闸管控制電抗器(TCR),单相TCR由两个反并联晶闸管与一个電抗器串联组成,其三相接成三角形接入电网(相当于接入感性负载的交流调压电路)。此电路有效移相范围为90度,180度。当触发角为90度时,晶闸管全导通,電抗器全接入电网,此时电抗吸收无功电流最大。当触发角为90度一1 80度时,晶闸管分区间导通,增大触发角,补偿器等效电纳减少,吸收无功功率减少(补偿电流中基波分量减少),即通过调整触发角调整吸收无功功率的效果。

    SVC先通过数据采集板(DAS)采集系统电压量、电流量、接触位置,再用数据处理板(DSP)计算出系统功率因数,并根据实际功率因数给出控制信号,由驱动模块驱动晶闸管,使晶闸管保持相应导通角,从而达到电容器投切,電抗器控制的目的。控制整个装置的无功输出,满足系统功率因数的要求。

    SVc投入運行,達到了預期補償目標,解決了大型沖擊性、三相非對稱性、低功率因數及非線性負載對電網的危害,抑制了諧波對電網的汙染,取得了可喜的經濟效益。

    文章出處:/ns61s.html
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