在现代电网系统问题中,谐波污染问题一直存在,而谐波治理问题也备受政府和企业关注。谐波污染的危害极大,会导致电气设备加速老化,损耗加重,使用效率降低等问题,还容易产生干扰信号,影响精密仪器操作,给生活和生产受到影响。更为严重的是,它还极有可能造成重大安全事故,间接危害人们的身体健康。一般谐波滤除方法分为有源和无源两种方式,相比较来说有源滤波器价格稍贵,但从性价比上考虑,使用有源滤波器是比较明智的。

谐波的危害大家都耳熟能详,谐波治理对于电能质量优化来说十分重要,在制作谐波治理方案之前,需要做出很多方面的分析,这样才能更加准确有效地制定出详细的治理方案。

无论谐波治理的最终目的是什么,其本质就是减小负载向电网注入的谐波电流,因为谐波电流是谐波问题的根源。只不过,针对不同的目的,控制谐波电流的位置不同,也就是采用的谐波治理方案不同。

有源电力滤波器的滤波电感

3.欠电压是指持续时间大于1分钟,幅值小于标称值的电压。典型的欠电压值为0.8~0.9倍标称值。其产生的原因一般是由于负载的投入和无功补偿电容器组的切除等过程。另外,变压器分接头的错误设置也是欠电压产生的原因。

5.电压骤升是指在工频下,电压的有效值短时间内上升。典型的电压骤升值为1.1~1.8倍标称值,持续时间为0.5个周期到1分钟。电压骤升产生的原因主要有电力系统发生故障,如系统发生单相接地等故障;大容量电机的停止和负载突降也是电压骤升的重要原因。

8.电压切痕是一种持续时间小于10ms的周期性电压扰动。它是由于电力电子装置换相造成的,它使电压波形在一个周期内有超过两个的过零点。由于其频率非常高,用常规的谐波分析设备无法测出,因此以前一直末把此项作为电压质量的一个指标。

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。

并联电抗器可避免发电机带空长线出现自励过电压。当发电机经变压器带空载长线路启动,空载发电机全电压向空载线路合闸,发电机带线路运行线路末端甩负荷等,都将形成较长时间发电机带空载线路运行,形成了一个L-C电路,当空长线电容C的容抗值Xc合适时,能导致发电机自励磁(即L-C回路满足谐振条件产生串联谐振)。自励磁会引起工频电压升高,其值可达1.5~2.0倍的额定电压,甚至更高,它不仅使并网的合闸操作(包括零起升压)成为不可能,且持续发展也将严重威胁网络中电气设备的安全运行。并联电抗器能大量吸收空载长线路的容性无功功率,破坏发电机自励磁条件。

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。

有源电力滤波器的滤波电感

随着我国工矿企业大功率非线性负荷的日益增加,电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势,煤矿电力系统对无功功率的需求日益增大。无功平衡对提高电力系统的经济效益和改善供电质量非常重要,同时要求其能够动态调节,在负荷高峰时能提供较多的容性无功,以满足工矿企业的无功需求,稳定系统电压;另一方面又要能提供感性无功,以平衡轻载时大量电缆的充电功率,保证系统电压不致过高。电容器与电抗器串联组成的LC串联电路,具有抑制一定频率谐波的功能,通常低压串联电抗器用来抑制3、4、5次谐波。

移相电抗器的作用是用来削弱半导体变流装置和非线性负载产生的谐波电流和电压对供电系统的影响,是变流器供电系统抑制谐波的新方法。因为三相对称供电系统中一般以5、7、11和13次谐波含量较大且对系统影响较为严重,故移相电抗器针对削弱这几次谐波来设计。