随着大量非线性电力负荷谐波源在电力系统中的使用,不仅恶化了配电网供电电能质量,同时还降低了配电网供电可靠性。文章在分析了 SVG无功发生器的工作原理和功能作用后,结合工程实例,对SVG在电力系统中应用的技术要点进行了详细分析研究。

桥式有源滤波器

交流电能在 通过实际电力负荷消耗过程中,由于电力负荷不可能是纯容性或纯感性原因,这样就会导致负荷运行过程中,有相当一部分电能在不做功的 情况下被消耗掉,进而使配电网系统中无功功率容量不断降低,供电电能功率因素值降低。因此,需要对配电网系统中的电能功率因素进行 补偿,这便是静止无功发生器(StaticVarCompensator,SVG)需要完成的无功补偿任务。SVG无功发生器是配电网中满足无功快速准确可靠 补偿、减少谐波电流的无功补偿及谐波治理装置。SVG无功发生器的基本工作原理是将自换相桥式变流电路经电抗或直接并联到配电网系统 中,通过内部智能控制单元运行分析获得无功补偿策略,自动自适应的调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值(电压型无功补偿装置) ,或直接控制SVG装置交流侧电流(电流型无功补偿装置),就可以使该变流电路吸收或者发出满足配电网动态调节要求的无功容量,实现 对配电网无功的动态补偿和谐波治理作用。SVG无功发生器的主电路如图1所示:

某11OkV电力系统中A变电站主要为该区域冶炼企业提供电能,工业负荷约占65%。因为工业负荷较大,其昼夜负荷波动较 大,据历史运行数据可知,该区域最大电力负荷约12.8万kw(为夜间低谷时间,由于工业企业普遍采取低谷时段低费率用电模式),而在白 昼时段其最小负荷仅为6.9万kw,峰谷差5.9万kW。另外,由于该区域工业负荷中非线性负荷容量较大,谐波注入到配电网中导致严重污染, 曾多次发生10kV线路I母和II母侧发生补偿电容器烧毁、以及配电网继电保护“误动”、“误动”等事故,严重影响到供电电能质量水平和 供电可靠性。110kV变电站10kV侧线路在夜间集中用电时段,其母线电压畸变率高达6.7%,超出标称电压10kV配电网的国家规定的4%限值标 准,且谐波电流分量也达到基波电流的7.5%,10kV配电网线损相当高。在110kV主变压器处于50%负载率工况下,10kV侧配电网中5次、7次、 11次谐波电流严重超标,其中7次谐波电流超标约2倍,所需补偿总谐波电流为27.05A。

考 虑预留20%的富裕量,即需补偿32A总谐波电流,因此I母和II母两段10kV母线侧进行谐波治理需要补偿的无功容量为:

2.3应用效果分析

桥式有源滤波器

这 类设备包括有三相桥式整流器的所有设备、比如直流驱动器、变频器、软启动器,UPS电源等等,是目前工业用电设备中最常见的一类谐波 源。

谐波导致三相四线系统中的中线电流显著增加,引发系统故障甚至事故。

无源滤波技术是目前应用最为广泛的谐波抑制手段,它是按照希望抑制的谐波次数专门量身制造的,采用电感、电容的调 谐原理,将谐波陷落在滤波器中,以减少对电网的注入。无源滤波装置结构简单,成本较低,技术已比较成熟,但是也存在着难以克服的缺 陷: 1、滤波特性受系统参数的影响较大,极易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振;

3.较低电压等级的电容器经串联后运行于较高电压等级网 络中时,其各台的外壳对地之间,应通过加装相当于运行电压等级的绝缘子等 措施,使之可靠绝缘。

(2)铁芯柱采用环氧树脂真空浇注,使铁饼间气隙被环氧树脂封闭在铁芯柱表面形成 一层树脂层,有效地减少了铁芯饼之间的震动,从 而降低噪音,同时增强了铁芯与线圈的绝缘强度;

桥式有源滤波器

用电企业都有自身的特点,对设备有不同的要求,干式电抗器有噪音小、电抗器的线性度好、 机械强度高、安装简单等特点;油浸电抗 器损耗小、占地面积小、线性度不好、噪音大。因此,采用什么样的电抗器应综合考虑。串联电抗 器主要作用是抑制谐波、限制涌流和滤 除谐波。电抗率是电抗器的主要参数,电抗器的大小直接影响它的作用。

现如今,随着城市的发展 ,高层商业建筑不断增加,也就是我们通常所说的大厦建筑,在这些高层商业建筑的配电系统中,由于大量产 生谐波的非线性负荷动力设备 及用电设施的广泛应用,如:采用电子整流的照明系统;个人电脑等现代化办公系统;数据交换系统(作为 数据处理及交换存储平台的IDC 机房);采用变频驱动的大厦供水、供暖、新风、空调、电梯、消防系统;以及用于大厦安保的楼宇监控系 统等等。大量的谐波电流注入到 配电网络中,并使电网电压也产生不同程度的畸变,这种谐波“污染”会对配电网络和用户产生严重的危 害,构成了大厦供配电系统运行的 安全隐患;同时,大量无功谐波电流注入系统,占用了系统容量,增加了系统运行负担,在对系统造成 危害的同时造成了电能的无谓浪费, 严重降低了电力系统的电能质量。