630变压器无功补偿

谐波电流是充电装置的主要副产品,任何电流变换器工作时都产生严重的谐波。充电装置发射谐波电流,最直接的危害就是导致电压畸变。 畸变的电压会导致其它用电设备工作异常。这就是电磁兼容问题,也就是,充电装置对其它电子设备产生了干扰,电压畸变越大,对同一个 电网上的电子设备影响越严重。影响电压畸变的因素如下:

随着科学技术的发展,工业生产水平和人民生活水平的提高,非线性用电设备在电网中大量投运,造成了电网的谐波分量占的比重 越来越大。谐波给电力系统带来的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝 缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。 谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。因此, 对谐波的研究以及如何抑制、治理已成为一个具有重要意义的课题。

(一)谐波的定义:在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与 所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。电力谐波是频率为50HZ整倍数的正弦波电压或电流。发电厂或者发电 机发出的电压是频率为50HZ的正弦波波型,称为基波,50HZ称为基波频率。频率为50HZ整倍数的正弦波称为谐波。谐波用基波的倍数表示, 例如频率为150HZ的正弦波称为3次谐波,频率为250HZ的正弦波称为5次谐波,频率为350HZ的正弦波称为7次谐波,以此类推。谐波是正弦波 ,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。

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我国还是一个发展中国家,经济的大发展需要大量的电力供应,工业负荷也不断大量增加,如:大型电力电子应用装置、 变频设备、电气化铁道、炼钢电弧炉、冶金化工设备、高速铁路、电梯、起重机等,这些工业负荷对整个城市的电网质量都带来大量的谐波 干扰,随着这些非线性、冲击性负荷的大量使用,使得电能质量变得更加突出。这些年在城市里很少遇到大面积的停电,但是电压的波动就 时有发生了,比如家里的灯泡突然变得忽明忽暗,尤其是到了夏天用电高峰期,总感觉家里的灯泡不是那么亮,实际上这时电网的电压运行 在较低的水平,在输出电流不变的情况下,灯泡的功率就低了,看起来也就不会那么亮了。数据中心里有不少的精密仪器,对电网运行质量 较敏感,设备长期在这种供电环境下运行,会大大缩短设备的使用寿命,增加数据中心设备故障率,有时供电的波动也会造成设备无法正常 运行,造成业务中断。

美国曾经做过这样的实验,得出一般低压配电线在14个月内在线发生超出原工作电压一倍以上的浪涌电 压次数可达到800次,这样每个月差不多57次,其中超过1000V的浪涌就有300多次,在我国由于电网质量本身就差,出现高浪涌的频率就更高 了。除了电网本身质量对数据中心供电造成了波动,数据中心供电波动也有相当一部分原因来自于雷电,我国也是一个雷电高发地区,数据 中心设备的电力线路上很容易遭受到直击雷和感应雷的冲击,这样加剧了电网的波动。当雷击中高压电力线路后,经过变压器耦合到低压测 ,进而入侵到数据中心的供电设备上。按照标准要求,一切数据中心里运行的设备必须接地,并具有防雷装置,避免雷击。表1列举了造成电 网波动的几大来源,这样的电压波动显然会对设备造成冲击,影响设备的正常运行。

2.失电。一般是由气 候恶劣、变压器故障造成的。失电是指由于线路故障而引起的失电开关跳闸,又在很短的时间内迅速消除,这个过程往往在几个毫米内就完 成。失电比跌落要严酷,相当于在短时间内设备完成没有供电,只是持续的时间要比跌落短。设备要做到不受失电的影响,就需要设计有一 个大电容。在失电发生时,电容接管供电进行短时的放电,维持设备运行,当然具有这样功能的基本都是承载核心业务、关键业务的高端设 备。

3. 频率偏移。一般是由发电机不稳定,区域性电网故障导致。造成频率偏移主要是由于过负荷和发生谐振。频率质量是电 能质量的一个重要指标,国家电力工业技术管理法规规定,大容量电力系统的频率偏差不得超过正负0.2Hz,而国外都要求不得超过正负 0.1Hz。当频率降低时,无功功率负荷将增大,这将促使电压水平的下降。频率过低失,会造成大面积停电。当频率发生大幅度偏移时,将会 影响数据中心设备的正常工作。

6.谐波失真。一般来自整流、开关负载、开关型电源、调 速驱动等。谐波失真是指正常电流波形的一种失真,一般设备可以容忍一定程度的谐波电流,但是当谐波在总负载中所占比例较为明显时就 会出现问题。随着谐波失真的发生,往往会造成数据中心设备通信错误、过热和硬件受损。

以上介绍的这些电网 质量问题都会对数据中心设备运行造成不良影响,有些是致命的,会给数据中心带来灾难性的后果。既然数据中心无法改变电网的质量,那 就要从自身入手,减少电网质量对设备的伤害。首先,数据中心的设备一定要接地,使设备上滤波电路能有效的滤除电网干扰。其次,数据 中心设备要远离载有大电流的导体,产生强电磁场的设备,和一些大功率的非线性负载设备隔开。再次,数据中心设备要增加前级配电保护 装置,增加电能净化设备,比如调压器、滤波器、电涌抑制器、UPS不间断电源。通过这些电能净化设备消除电网质量对数据中心设备的损害 。电网质量对设备的影响往往是潜移默化的,平时很难观察到,往往都是在设备已经发生了故障后才注意到,所以一定要增加防护措施,让 数据中心设备用上安全的电。

答:交流输电线路的主要参数包括串联电阻、串联电抗和并联电导、并联电容。输电线路输送功率时,串联电抗上的电流滞后于电 压,串联电抗吸收无功功率;并联电容上的电压滞后于电流,并联电容发出无功功率。串联电抗吸收的无功功率与流过输电线路电流的平方 成正比,因此串联电抗吸收的无功功率随负荷大小的变化而变化;并联电容发出的无功功率与输电线路的电压的平方成正比,当线路电压维 持在标称电压允许的范围内时,并联电容发出的无功功率基本保持恒定。当线路发出的无功功率恰好等于其吸收的无功功率时,此时线路的 输送功率为线路的自然功率,沿线路各点的电压幅值大小相同;当线路的输送功率小于线路的自然功率时,线路发出的无功功率将大于吸收 的无功功率;当线路的输送功率大于线路的自然功率时,线路发出的无功功率将小于吸收的无功功率。

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问:交流特高压输电线路无功功率的变化对线路电压有什么影响?怎么实现 无功补偿?

问:交流特高压试验示范工程无功补偿方案是什么?