油田电网滤波和动态无功补偿可行性研究

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1、油田电网滤波和动态无功补偿可行性研究【摘要】本文首先从电力系统谐波的产生与危害论述了油田电网滤波的必要性与可行性，其次以任一变为例，介绍了实施滤波及动态无功补偿的主要技术内容和主要技术指标，给出具体的实施方案建议，本文最后从对技术进步的作用和经济效益的体现方式对其效果进行了论证分析。【关键词】电力电网谐波滤波动态无功补偿1油田电网滤波的必要性与可行性电能作为一种与人们日常生活密切相关的特殊商品，也有其特殊的质量标准。通常用频率、电压和电压波形来衡量供电质量。在理想状况下，电压波形应是正弦波，但由于电力系统中存

2、在有大量非线性阻抗特性的供用电设备，使得实际的电压波形偏离正弦波，这种现象称为电压正弦波形畸变，通常用谐波来表征。当前电网的谐波源大体上可分为两类：含半导体非线性元件的谐波源，如硅整流或可控硅整流、逆变器、变频调速器、调压装置等。含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如感应炉、电弧炉、气体放电灯、电抗器、变压器以及电视机、微波炉等家用电器。谐波源电气设备接入电网后，向电网注入谐波电流，谐波电流在电网阻抗上产生谐波电压，谐波电压叠加在电压波形的50Hz电网上，并施加在所有接于该电网的电气设备端，对这些设备的正常工作产

3、生影响。华北油田电网现有很多低谷大负荷用户，他们大多是含半导体非线性元件的谐波源、中频电源设备和少量的交流电弧炉，其负荷向电网注入的谐波量已严重影响了电网的正常运行，已造成的危害主要表现在：(1)局部区域用户家用电器(电视机、冰箱及冰箱保护器、微机电源等)大量损坏。(2)某些变电站无功补偿电容器组的谐波电流放大和谐振，从而导致电容器因过负荷或过电压而损坏，熔断器大量烧毁，电容器组不能正常投入，致使功率因数很低。(3)导线和电气设备损耗增加，当发生谐振或放大现象时，损耗更加严重。(4)对继电保护和自动控制装置产

4、生干扰并造成误动或拒动。(5)对测量仪表和电能计量装置产生影响，后果是谐波源负荷用户少付电费，而受害用户反而多付电费。(6)开关设备的遮断能力降低。无论从保证油田电力系统安全经济运行还是从保证用户安全可靠用电的角度出发，对谐波污染所造成的危害加以限制是极为迫切的。功率电子技术的发展，使得半导体元件为抑制谐波和无功动态补偿装置提供了技术实现的可能，使用动态补偿及滤波装置可实现：吸收谐波电流，减少电压畸变；提高功率因数并使之保持稳定；平抑电压波动，提高供电电压质量。2主要技术内容和技术指标2.1主要技术内容经实际

5、调查核实，华北油田电网中产生谐波源的站所有10多座，从监测谐波的含量和类型来看，造成影响的低谷时段大负荷多为三相桥式整流装置所产生的特征谐波，即六脉动特征谐波，在其交流侧产生的高次谐波为5、7、11、13、17…次谐波，谐波电流中5次和7次的含量分别占到20%和14%o平均电压总谐波畸变率达到5.8%o以任一变为例，任一35kV变电站是受谐波源污染严重的站所之一，所供负荷中，生活用电所占比例较大，若在任一35kV变电站实施电网滤波与动态无功补偿技术。则主要技术内容有：(1)在6kV母线上配置一套滤波装置，吸收

6、系统谐波源设备产生的谐波电流，投入滤波设备后注入电网的谐波电流和电压谐波畸变率应满足技术条件的要求，同时满足国标《电能质量公用电网谐波HGB/T14549-93)中的有关要求。(2)提高系统的功率因数，补偿对象包括6kV系统的全部负荷，使6kV母线的平均功率因数由原来的0.89提高到0.95,达到节约电能，抑制电压波动的效果。2.2主要技术指标根据国标和相应法规的规定，结合华北油田电网的实际情况，任一35kV变电站滤波器投入运行后，达到以下技术指标：(1)6kV系统PCC点电压总谐波畸变率：THDu