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1、用户谐波分析与治理对策2011年第4期上海电力用户谐波分析与治理对策蒋培铭(上海市电力公司浦东供电公司,上海201203)摘要:由于大量非线性用电设备的使用,对电能质量产生了越来越多的影响.谐波作为一种主要的污染形式,已受到了电网运行部门了极大关注.本文简要介绍了谐波产生的原因,源头及影响,并根据用户特性对此提出了相应的对策,其中包括用户侧谐波检查,监测,评估手段,限值标准与近几年最新的消谐方法及其装置原理.并对谐波抑制工作今后的前景作了进一步展望.关键词:谐波;电能质量;评估治理中图分类号:TM
2、714文献标志码:B由于各种现代化设备的运用如电气化铁路,城市的轨道交通,磁悬浮,大型的炼钢电弧炉,以及各种类型变频,电子产品等等非线性用电负荷的投入,对配电网电能质量构成了污染和干扰,影响电网和用户的安全运行.1谐波谐波是相对于基础正弧波而言的.所谓正弧波(电压,电流)只是一种理想的参数波形.在电力系统中,发电厂出线端电压一般具有良好的正弧特性,但在接近负荷端,电压畸变率较大,对于某些负荷,电流波形只是一个近似的正弧波,特别是对于电力电子功率梳流器,其开关可将电流斩切为任意波形.但在绝大多数情况
3、下,畸变并不是任意的,多数畸变是同期性的,属于谐波范畴,也就是说,从整个过程看,其波形缓慢变化,并且几乎每个周期都是相同的,因此可以专用"谐波"一词来描述这种规律的波形畸变.系统中产生谐波的设备即谐波源,是具有非线性的用电设备.电力网中的谐波源来自两个方面:1)来自电力系统本身(本文不作具体介绍).2)来自用户侧的主要有:(1)大谐波源:地下铁道,高架轻轨,高速电铁,磁浮列车,交直流电炉炼钢,交直流整流与逆变设备,静止补偿电容器组.(2)小谐波源:可调节的日光灯,舞台照明,变频空调等家用电器,计算
4、机,不停电电源UPS等.2谐波的影响和危害2.1对设备的危害由于谐波的存在可能引起多种不良效应.如串联谐振,并联谐振引起的过电压,过电流,机械谐振等,从而引起过热,绝缘老化,轴扭振等.1)使电机,变压器,电容器等严重发热,损耗增大.2)谐振引起的过电压,过电流可使电机,变压器,电缆等绝缘老化,降低使用寿命.3)使电力电子元件发热击穿,严重时可使整个计算机系统失控.4)使电机轴发生扭振,危急设备安全.2.2对运行的影响1)谐波量大时可使继电保护拒动或误动.2)谐波量大时可使相关的测量仪表以及电业的计
5、量表计出现误差.3)谐波的产生会影响通讯系统通话的清晰度,严重时会产生谐振干扰整个通讯系统.4)谐波会影响功率因数的补偿效果.3谐波限值及管理原则为进一步提高电能质量,减少谐波对系统的污染,必须加强对谐波的管理.将谐波电压限制在允许的范围内.国标内容与运用范围,标准规定了公用电网谐波的允许值见表1,表2.国标运用于交流额定频率为50Hz,标准电压110kV及以下的公用电网.当电网公共连接点的最小短路容量不同于表2基准短路容量时,按下式修正表2中的谐波电.一297—上海电力2011年第4期表1公用电
6、网谐波电压(相电压)限值表电网标电压总谐各次谐波电压含有率/称电压波畸变率奇动偶次0.385.04.02.064.03.21.61O353.02.41.2661lO2.01.60.8流允许值:(1)一(1)式中,S为公共连接点的最小短路容量MVA;Skz为基准短路容量MVA;.为表2中的次谐波电流允许值A;J为短路容量为S时的次谐波电流允许值.4用户谐波污染的评估作为电能供应商的电力公司,应向用电客户提供符合国家规定标准的电能质量产品和服务,而作为电力的消费者的用户在接受合格标准电能的同时,理应不
7、产生影响电能质量的干扰源,然而随着一些现代电子设备的运用,用户在消耗电能的同时,也向电网输入着各种谐波干扰,影响着整个电网的电能质量.作为电能产品消费品的用户是电能质量的最主要污染发生源,用户谐波治理不仅是提高用户侧电能质量的手段,而且更是保证整个电网电能质量的以项必不可少的措施.当然进行用户谐波治理必须有一个合理的治理依据或抑制方法.用户对电网谐波污染的评估,是用户谐波治理的关键工程.国家虽然对电能质量有相关的标准,但对用户谐波的评估却没有相关规定,由于用户侧用电设备的多样性,生产工艺的复杂性,
8、使谐波特性的产生,谐波电流限值的规定都显得困难较大,目前就上海地区的情况作一些简单介绍:4.1评估的一般程序用户根据自身用电性质,按照用电的设备至电力公司申请用电.在完成供电方案的答复后,由用户会同供电部门根据现有的用电设备,生产的工艺,谐波产生的特性,委托相关的权威部门进行谐波污染的评估.4.2评估的一般流程用户谐波评估流程一般如图1进行,根据实际情况,可作相应变更.资料收集供电方资料客户方资料————j_u一资料审核.....................:!I!......
