供电系统的无功补偿与谐波抑制方案研究论述

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1、供电系统的无功补偿与谐波抑制方案研究论述【摘要】电力系统中的电力电子技术得到了广泛的应用,快速化发展的工业行业,由此引发的电能质量问题,引起了社会群众的广泛关注。尤其是阻感性负载的运行所带来的谐波污染以及无功供应问题,给电网带来了严重的影响。为了达到可靠、安全的电能质量,本文主要针对供电系统的无功补偿与谐波抑制进行了研究。【关键词】电能质量谐波抑制无功补偿供电系统1无功弧长与谐波抑制的研究现状SVC,即静止无功发生器,广泛应用于工业。在国内无功补偿方面,SVC主要是依靠容性无功,来补偿感性无功。随着科技不断发展,研制了容量较大的SVC,在补偿过程中,无

2、功电流分量以及谐波作为检测的对象,然后使用指令电流运算电路将其检测出来,然后采用适当的控制策略来补偿电流信号。我国最先进的研究装置,就是复杂动态无功补偿装置,使得电源电流与负载电流的基波有功分量相等。但是在实际的使用中不能盲目选择,补偿效果好并不代表就是最适合的补偿方案,应当根据实际情况进行选择补偿,比如并联电容器、电力有源滤波器、并联电抗器等等。我国研究谐波以来,一般分为三种:第一,LC无源电力滤波器,职能吸收固频谐波,第二,有源滤波器,在工业方面应用较为广泛,第三则是混合滤波装置,经过我国多年研究以来,实践证明,只有将有源滤波器与无源滤波器进行结合

3、,形成混合滤波装置,才能达到最佳滤波目的。12供电系统的谐波、无功功率及危害供电系统中,大部分呈现感性负载,比如电动机、空调、水泵等,或者是用于计算机系统的电子稳压电源等等,比如荧光灯,需要消耗无功功率才能正常运作,而这也取决于本身特性,电子稳压电源则采用相控方式,消耗大量无功功率的同时还要产生谐波电流。在许多工程中,谐波的产生除了是由于内部电气设备所引起的之外,外部的公用电网也会引入大量的谐波,特别是工业行业所用的变频器、交流器、电弧炉、发电机等,这些外部装置,会沿着传输线路进而危害到内部系统。因此,供电系统所产生的谐波,公用电网侵入占据着重要的比例

4、。引起线路损耗增加是由于无功功率增大,从而增大了变压器的压降。相比于无功功率,有功功率所产生的影响就会小一些,大部分的电网电压波动都是由于无功功率引起的,如果无功功率负载具有冲击性,将会使得电压剧烈波动。谐波的产生,会降低功率因素,降低了电气设备容量的利用率之外,还会产生附加损耗。如果在二相四线系统中流入谐波,会烧毁线路甚至发生火灾。谐波的产生会影响到设备的工作,比如引起噪声、设备过热、机械振动等等,甚至还会造成绝缘老化,进一步缩短使用寿命;谐波还会引起设备误操作,降低了仪表测量的精确度。此外,谐波还会严重干绕到周围自动化系统、通讯系统、指挥系统以及计

5、算机设备,并产生严重的影响,轻则无法保证设备运行的质量,重则导致设备信息丢失,无法正常工作。3供电系统的无功补偿与谐波抑制方案3.1无功功率的补偿2采用同步调相机、同步发电机、并联电容器以及同步电动机等等,都可以控制无功功率。在供电系统中,由于大部分都是阻感型负载,控制无功功率时采用并联电容器是最佳的途径,这样以来,功率因素就会有所提高。供电时如果采用发电机,都会配备自动励磁调压装置,自动调节电压、无功。根据不同安装位置的电容器,并联电容补偿方式有三种:第一,在母线上集中安装电容器组,这样以来,变电所的功率因素就会大大的提高,线路的无功损耗就会减少许多

6、。第二,则是分区补偿,在功率因素较低的分区母线上装设电容器,这样会达到非常好的补偿效果,但是唯一的缺点就是补偿范围较小,无法比拟集中补偿。第三,就地补偿,主要是针对荧光灯、异步电动机等感性设备,在负载设备附近安装电容器或者是电容器组,可以就地进行补偿,这种方式又被称之为个别补偿或单独补偿。优点在于可以改善电压质量的同时还能提高功率因素,缺点则是维护量大,而且还是分散安装。低压自愈式的不断完善,水平不断提高,就地式补偿在此背景下得到了广泛的推广,降低了无损工号,促进了供电质量提高。3.2谐波抑制消除谐波主要有两种,第一种是采用有源电力滤波器滤波,或者是采

7、用无源LC滤波器来消除谐波。第二种则是对谐波源进行改造。无源LC滤波器是目前工程上应用较为广泛的一种消除谐波方式,因为这种方式费用低、投资少,而且结构简单,消除谐波具有可靠性。对谐波进行滤波,实质上是指提供一条释放谐波的路径,让谐波短路,让谐波通过滤波器流向谐波源,而不是流向系统。3由电阻、电容以及电感组合而成的无源LC滤波器,抵消感抗与容抗的相等,这称之为调谐,并会出现低阻抗特性,这样谐波就会通过滤波器流向谐波源。如果是其他非调谐的谐波,则会表现出高阻抗特性,但影响较小。在无源LC滤波器中,有两种调谐方式,第一中是双调谐,其中两个谐振频率可以消除两个

8、频率谐波。此外,还有减幅滤波器,对某一频率会直接呈现低阻抗性。由于以前装置不多,供电系统中的谐

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