電力系統諧波諧振案例與解決方法：
電壓、電流從變壓器引出最終到用電設備上，其中除了有一定的功率損耗以外，還有大家不可忽視的諧波、諧振，電網的諧波是供電部門嚴格管理的一項指標，如果用電公司，部門，用戶的諧波超過了規定的范圍導致功率因數嚴重下降，那么該用戶，公司或者部門就會承擔很嚴重的罰款，所以，合理選擇、安裝抑制諧波的電容補償柜是相當重要的，這樣以來不僅可以避免供電局的巨額罰款，也可以延長機械設備的使用壽命。如果想要選擇更好更優質的電容補償柜一定要優先考慮襄陽源創工業控制有限公司，這里的產品，物美價廉，是客戶的最滿意的選擇！
根據IEEE519-1992標準，單次諧波電壓畸變率允許值為基波電壓的3%。例如，某些母線在不加電容器的情況下由非線性負載所引起的單次諧波電壓畸變，測量值低于3%，那么就可以將任何電氣設備連接到此母線上而無須顧忌。然而，請注意，不論什么時候，只要把不帶電抗器的電容器組連到此母線上，就會出現特定的并聯和串聯諧振頻率。如果這一諧振頻率與某些諧波頻率重合，諧波電流和諧波電壓就會被明顯放大。在沒有諧波量限制的地方，可以使用調諧式電容器組。但是請記住，在此種情況下，諧波的主要成份都注入到上級電網。調諧式電容器組的典型范例，所需之段數則取決于負載功率因數和目標功率因數。設計調諧式電容器組時，通常須給出電壓畸變限制值。給出的低電壓典型值舉例如下:U3rd=0.5% U5th=5% U7th=5%。典型的調諧頻率是204Hz和189Hz，分別與6%的電抗器和7%的電抗器相對應。與使用6%的電抗器相比，7%的電抗器通常允許連接更多的非線性負載。設計時要考慮電抗器鐵芯的線性度，使其涌流時以及在額定電壓畸變情況下不會出現飽和狀態。當設計無功電力補償系統時，假如設計一個新商業大樓，如果不知道大樓將有什么樣的負載，通常較合理的作法是采用額定電壓高于系統電壓 (例如在400V系統采用525V電容器) 的電容器組。使用較高額定電壓的電容器則在將來負載會產生諧波時，僅須增設電抗器而不須更換電容器組。無論何時，只要懷疑電容器組周圍溫度可能會超出其允許的最高溫度上限值時，則建議在電容器配電盤內加設冷卻風扇。還要提請注意的是在采用調諧式或濾波電抗器的地方，一定要使用強迫冷卻方式，因為與電容器組相比，電抗器會產生更大的熱量。
3. 電力系統諧波諧振案例和解決方法：
3.1 案例1：在一個相當大的辦公大樓內，發現許多電容器組因過熱而損壞，損壞的是連接在負責供電給計算機不間斷電源設備(UPS)變壓器之自動功率因數控制電容器組上。為找出損壞的原因，對諧波進行了測量。測得的供電變壓器基波和諧波電流以及電壓的總諧波畸變率 (THD)。結果可知，當兩段50KVAR投入后出現嚴重的并聯諧振，將30A的十一次諧波電流(由UPS產生的)放大到183A(相當于大約10倍的放大系數)，同時電壓的THD值也增加到19.6%。 當2段50KVAR電容器組投入，電容器上電流的有效值(RMS)是364A，相當于2.5倍的額定電流流經電容器，這足以說明電容器損壞的原因。根據IEC831-1 (低壓電容器標準)，電容器的容許電流是額定電流的1.3倍。因為從諧波測量結果中可確認在供電系統中存有諧振現象，因此重新設計了無功補償系統，并決定使用帶7%電抗器的調諧式電容器組。請注意，裝上調諧電容器組后，無論投入幾段皆可避免諧振，而且也不會放大任何諧波電流，為了驗證此新設計，在最大非線性負載下對調諧電容器組進行測試，結果證明諧波電流如期望般并無放大現象。
3.2 案例2單線系統圖是從一個塑模公司的供電系統中取出的，這個固定式的150KVAR電容器組經常故障。為了找出頻繁故障的原因，進行了實地諧波測量，結果如圖9所示。測量得的電容器組有效電流值是371A，主要諧波分量是十一次諧波。測得的電容器有效電流相當于額定電流的1.71倍，這樣的測量結果當然能夠解釋為什么電容器總是出故障。由于總電壓諧波畸變率即使在不用電容器的情況下也高達8.1%。此公司現考慮采用濾波電容器組進行無功補償，以保證所有用電設備皆有良好的供電質量。
3.3 案例3：單線系統圖中電容器組是某家公司所購置的。此公司購置電容器組的決定是由于公司電力系統功率因數太差不符合要求被罰款所致。經計算，總共需要400KVAR 來改善功率因數才能達到不被罰款的規定值。在對電容器組進行測量后可知，工廠供電用的500KVA變壓器稍有些過載，五次諧波電流為62A，是基波電流的9%。當電容器組投入時，由于無功得到補償，基波電流降到492A，可是五次諧波電流卻被放大到456A，是基波電流的93%，總電壓畸變率增加到16.2%，此種供電品質是負載所完全不能接受。因此，最后是將電容器組切離，并訂購新的調諧式電容器組進行替換。
3.4 案例4：此案例中之測量主要的目的是要確定采用什么樣的無功補償系統才能改善功率因數，使其達到不被罰款要求值。從測量的結果可以看出，電壓發生了嚴重畸變，測得電壓之THD是12%。顯然，不帶電抗器的電容器組是不能使用的，由于較高的電壓畸變，所以決定使用濾波電容器組進行無功功率補償。當所有的濾波器都投入使用時，電壓THD從12%降到成為2%，該值被認為是低電壓供電系統的很好的結果。還應提請注意的是由于無功功率得到補償，基波供電電流出現了大幅度下降，大約下降520A。同時大量的諧波電流被有效吸收，供電電流達到了規定的諧波限定值。
3.5 案例5：取自一家大型造紙廠的供電系統的案例。該供電系統裝有一個10MVAR、20KV電容器組。電容器組經常因過電流繼電器動作而發生非正常跳閘。諧波測量顯示當電容器組合閘時在20KV的母線上出現10.8%異常高的電壓畸變，五次諧波電流含量并高達135A。 當切斷電容器組后，電壓畸變下降到1.2%，五次諧波電流降為6A。在此中壓諧振情況下，第五次諧波電流放大系數高達22。對電容器組進行重新設計，設計時將造紙廠直流驅動器產生的諧波電流考慮進去。經計算機對若干可能出現的電網情況進行仿真后，證明加上五次濾波器是最佳方案。為應付于電容器上可能升高之電壓，對原有的電容器組進行修改。方法是再增加一個電容器組，與原有的電容器組串聯，并安裝一臺空心濾波電抗器。
3.6 案例6當公用電網在變電所使用不帶調諧電抗器的電容器組時，如果變電所供電給帶有產生諧波負載的工業用戶，中壓供電電網被認為是符合標準的電壓畸變，就有存在諧振的可能性。表示的是在某一變電所11KV母線上所測量的電壓波形，此變電所安裝的電容器組沒有配置調諧電抗器。由圖可見，由于諧振，電壓發生嚴重畸變，五次諧波電壓分量經測量高達基本波的22.2%。如果此電壓供電給MV/LV變壓器，而此變壓器于低壓側接有電容器組，則電容器組之電容與變壓器之短路電感形成一串聯諧振回路而使電容器吸收大量諧波電流，而發生電容器過載。
TAG：電力系統,諧波,諧振,案例,解決,方法,電力系統,諧波,諧振
地址：
http://www.hexieren.com.cn/xinwendongtai/xingyexinwen/513.html 轉載請注明出處!(責任編輯：襄陽源創電氣)
