国家政策一直对谐波滤除实行强硬的管理规范,倡导企业使用有源滤波器作为主要谐波滤除装置,而类型的滤波器容易导致共振,并且对于功率补偿效果不佳,使用有源滤波就可以避免这些麻烦。

眼下不少企业仅在出现了故障现象后,才开始考虑谐波治理的问题。其中,谐波导致无功补偿装置烧毁的情况最为常见。

1.电压不平衡是指三相电压的幅值或相位不对称。不平衡的程度用不平衡度(电压负序分量和正序分量的方均根值百分比)来表示,典型的三相不平衡是指不平衡度超过2%,短时超过4%。在电力系统中,各种不平衡工业负荷以及各种接地短路故障都会导致三相电压的不平衡。

有源电力滤波器:结构·原理·控制pdf

6.供电中断是指在一段时间内,系统的一相或多相电压低于0.1倍标称值。瞬时中断定义为持续时间在0.5个周期到3秒之间的供电中断,短时中断的持续时间在3~60秒之间,而持久停电的持续时间大于60秒。

2.并联电抗器——一般接于超高压输电线的末端和地之间,起无功补偿作用。

并联电抗器降低工频电压升高。超高压输电线路一般距离较长,可达数百公里,由于线路采用分裂导线,线路的相间和对地电容均很大,在线路带电的状态下,线路相间和对地电容中产生相当数量的容性无功功率(即充电功率),且与线路的长度成正比,其数值可达200~300kvar,大量容性功率通过系统感性元件(发电机、变压器、输电线路)时,末端电压将要升高,即所谓“荣升”现象。在系统为小运行方式时,这种现象尤其严重。在超高压输电线路上接入并联电抗器后,可明显降低线路末端工频电压的升高。

并联电抗器降低操作过电压。操作过电压产生于断路器的操作,当系统中用断路器接通或切除部分电气元件时,在断路器的断口上会出现操作过电压,它往往是在工频电压升高的基础上出现的,如甩负荷、单相接地等均产生工频电压升高与操作过电压迭加,使操作过电压更高。所以,工频电压升高的程度直接影响操作过电压的幅值。加装并联电抗器后,限制了工频电压升高,从而降低了操作过电压的幅值。当断路器带有并联电抗器的空载线路时,被开断线路上的剩余电荷沿着电抗器泄入大地,使断路器断口上的恢复电压由零缓慢上升,大大降低了断路器断口发生重燃的可能性,因此也降低了操作过电压。

并联电抗器有利于单相重合闸。为了提高运行可靠性,超高电网中常采用单相自动重合闸,即当线路发生单相接地故障时,立即断开该相线路,待故障处电弧熄灭后再重合该相。由于超高压输电线路间电容和电感(互感)很大,故障相断开短路电流后,非故障相(电源中性点接地)电源将经过这些电容和电感向故障点继续提供电弧电流(即潜供电流),使故障处电弧难于熄灭。如果线路上并联三相Y形的电抗器,且Y形接线的中性点经小电抗器接地,就可以限制和消除单相接地处的潜供电流,使电弧熄灭,有利于重合闸成功。这时的小电抗器相当于消弧线圈。

由于电力系统中使用了大量的电力电子器件,特别是大功率直流及变频设备等,产生了大量的谐波,致使补偿电容器频繁损坏,甚至无法投入补偿电容器。当谐波较小时,可以用谐波抑制器,电力系统中谐波较高时,要用串联电抗器,也可在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。

消弧电抗器接于三相变压器的中性点与地之间,在三相电网的一相接地时,可以供给感性电流,以补偿流过接地点的电容性电流,使电弧不易起燃,从而避免电弧多次重燃引起过电压。消弧电抗器广泛用于6kV-10kV级的谐振接地系统。

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恶劣的谐波环境将会对智能建筑中用电设备和系统造成巨大的危害,主要表现在以下几个方面:

③在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系统其他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成电容器超载而损坏;使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷而损坏。