谐波治理净化方案与费用预算.pdf

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1、400V控制单元系统供电电源谐波治理净化解决方案设计一、案例概况介绍：某山东电力投资有限公司在烟台东源开发区风电场主要负载为风机机组，供电采用一套35KV高压进线，经过17台变比35/0.69KV的变压器供应17台1500KW大功率风机，每台风机的控制单元电源来自变比690/380V的变压器，因为该风电场35KV高压供电线路上还接有一个钢铁厂用户共用这条35KV母线上，该钢厂存在大容量冲击性负载，在其生产运行时引起这条35KV母线的电能质量严重恶化，不仅是该风电场配置的动态无功补偿装置不能正常运行，还导致大功率风机的400V控制单元电子元器件发生损毁，直接影响到风机机组的正常使用，用户

2、提供的电能质量在线监测数据也显示，35KV母线总谐波电压畸变率高达32.66%，国家电网谐波安全标准限值为3%，超出了10倍以上，电压不平衡度更是高达648.74%，国家电网谐波安全标准限值为2%，超出了三百多倍，而对应的2-15次谐波电流中仅3次谐波电流超出国家标准的限值，这种现象是典型的背景谐波问题引起的，风电场的无功补偿设备的无法运行和风机控制电路的损毁都是背景谐波和电压波动引起的，而对钢厂这个谐波源的治理短期内还没法进行，为了使风电场能够先正常运行，就需要对风机的控制单元系统进行治理排除损毁故障的发生，而风机控制单元系统自身没有问题，发生损毁主要是供应风机控制单元系统的380V

3、供电电源存在谐波污染干扰和电压波动异常，解决方案是对风机控制单元的380V供电电源进行电压稳压和谐波隔离双重净化。二、谐波干扰问题探讨分析：高含量谐波会对配电系统的变压器产生温升、噪声和损耗增大，对各类电机引起抖动、噪声和损毁，对电缆线路加速老化被击穿，引起电容器过电流过电压而损毁甚至爆炸，这些广为人知的危害已经引起人们的重视和防治，但对精密仪器设备的精确度偏差、电力电子设备的误动作、核心控制单元电子元器件的干扰与损毁还处在具体问题具体分析处理阶段，尚未得到广泛深入的研究与应用，然而随着越来越多对供电电源高品质要求的高精尖设备在各类工业企业的使用，工业电网环境低品质电源供电与高精尖设备

4、需要高品质电源保障的矛盾会产生越来越多的问题需要处理解决，高品质电源净化技术也将突显出日益重要的作用。测试分析表明：电源污染的危害程度，取决于电源中谐波的“含量”与谐波的“失真度”，谐波含量和失真越大，危害性越大。在“谐波失真”的成分中，又划分为两种互为关联的失真形态：“谐波波形失真”和“谐波相位失真”。从危害情况来讲，谐波幅度的变形扭曲现象，直接影响电源运行的频率，影响电器设备产生的电磁辐射干扰强度，引发出控制设备的一些软故障现象，同时增大谐波的相位失真；而谐波的“相位失真”，则是谐波的波形在周期性地错位、叠加与抵消时造成设备的工作效率低下、发热乃至损坏。据国家重点实验室的工程师解释

5、，目前检测电磁兼容指标的手段仅是以测谐波含量和波形的失真为主。对我们要求分解测试出脉冲群整体谐波相位的失真度状态，还存在有难度。但实践证明：在污染的电源中，谐波的“相位失真”是造成种种事故现象的罪魁祸首！供电系统常规鉴定谐波失真的范围取到40次的谐波频点。其中第3、5、7、9、11次的谐波能量，造成电器设备的硬故障的危害最大，11次以上的谐波，造成工作于高频率电子控制设备的软故障干扰十分严重。某山东电力投资有限公司在烟台东源开发区风电场使用的大功率风机380V控制单元系统供电电源来自于一台690/380V上级变压器，该变压器进线690V电源取自35KV母线，风机控制单元内采用380V和

6、220V两类电压供电，钢厂馈入35KV母线的谐波会按照阻抗潮流在整个高压配电系统内流窜，经过35/0.69KV和690/380V两级变压器降压后仍会有相当比例的高次谐波流入到控制单元电路的380V和220V电源中，11次以下谐波会造成电子元器件损毁的“硬故障”，11次以上谐波会对电子控制设备形成“软故障”干扰，据杨工电话交流反馈的情况分析，“硬故障损毁”和“软故障干扰”这两种情况应该都存在。三、谐波治理净化解决方案设计：领步（北京）电能质量设备有限公司研发成功的交流电源精密净化稳压滤波技术，是目前国内可靠性最高、电压调整速度最快、稳压范围最大、抗谐波干扰频段最宽、对高精尖仪器设备防护最

7、彻底的电源精密净化技术，可以保障微电子设备在最恶劣的电网中也能安全正常工作。1、工作原理交流电源精密净化稳压滤波装置由调整电路、零脉冲产生电路、同步锯齿波发生电路、脉宽调制驱动放大电路、误差取样放大电路、直流稳压电源、过压保护电路等部分组成，框架结构原理见下图1。图1：交流电源精密净化稳压滤波装置工作框图图2、交流电源精密净化稳压滤波装置原理图装置工作原理如上图2所示：自耦变压器T1、双向可控硅SCR、电感L1、3次谐波和5次谐波滤波器等构成调