建筑配电系统谐波产生原因研究和治理

《建筑配电系统谐波产生原因研究和治理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、建筑配电系统谐波产生原因研究和治理　　摘要:随着建筑日益智能化，各种形式多样的非线性负荷在建筑中得到了广泛的应用，这些非线性负荷产生了大量的谐波，正日益成为建筑配电系统的主要谐波源，给建筑造成潜在的能源损耗和安全隐患。本文结合实例，详细分析了建筑配电系统谐波产生的原因，并制定出了谐波治理方案，取得了较好的节能效果，可供借鉴。关键词:配电系统；谐波；危害；谐波治理；节能中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：近年来，随着建筑日益智能化，建筑物内传统线性的照明负荷和其他线性负荷所占比重逐年减少，电力电子设备、开关电源、变频设备、电子镇

2、流器等非线性设备的使用量日趋增多，这些非线性负荷产生了大量的谐波，正日益成为配电系统的主要谐波源。这不仅干扰了电子设备的使用，而且也损害了电能的质量。因此，如何治理好谐波，降低谐波电流对配电系统的影响，保证电能的质量就成为了一个值得关注的问题。1谐波的危害谐波存在的危害有：(1)谐波导致保护和自动装置误动或拒动，引发非正常断电和设备损坏，导致重大的无法估量的损失。7(2)谐波电流频率增高会引起明显的集肤效应，使电力电缆和配电线路的导线电阻增大，线损加大，发热增加，绝缘过早老化，易发生接地短路，形成火灾隐患。(3)诱发电网谐振，导致谐波

3、过电压和过电流，损坏电容器补偿等电气设备。(4)导致电机和变压器产生附加损耗和过热，产生机械振动、噪声和谐波过电压，降低效率和利用率，缩短使用寿命。(5)对邻近的通信、电子或自动控制设备产生干扰，甚至使其无法正常工作。2某项目谐波产生及治理方案2.1谐波源该项目大部分是商业、写字楼、娱乐楼和影城等，由于大量的日光灯、电梯和动力用电等用电设备的使用，使得配电系统中存在大量的谐波源。谐波电流在配电系统中产生谐波电压畸变，使得配电系统的电能质量恶化。因此谐波亟待治理。2.2谐波治理方案(1)谐波治理的目标7使相电流总谐波电流大幅降低，在不超

4、出滤波器容量的情况下谐波滤除率大于80%。使系统相电流谐波含量和电压谐波总畸变率达到国家标准要求。使中性线电流三次谐波电流降低到国家标准限值以内，降低过大的电流对中性线造成的压力。(2)治理方案对本项目进行实地检测，掌握具体的谐波数据，并分析谐波产生的原因。基于实测数据，在相应的位置有针对性地安装有源滤波装置。经过实际验证，该方案切实可行并达到了治理谐波和节能的预期目的。下面就具体方案和节能效益进行探讨和分析。3项目介绍及节能分析3.1项目供电系统该项目共有变压器15台，主要负载为照明和动力等。15台变压器配电系统图接线基本类似，本次

5、对1#～6#变压器进行测试。系统组成如图1、表1所示。表1变压器主要情况表图1配电系统示意图3.2测试系统测试点：各变压器0.4kV出线侧，分析软件：HIOKI3197专用软件。3.3测试数据及分析以6#变压器为例，图2是6#变压器的测试数据及分析。7从测量数据可以看出，由于存在大量单相负载，造成三相不平衡度很大；使谐波源设备产生大量3、5、7次谐波电流，其中3次谐波电流在中性线中叠加，使电流波形畸变率最高达到25.9%，谐波含量为732A×25.9%=189.59A。根据测试数据，需在变压器低压侧加装三相四线滤波装置，以治理负载产生

6、的大量3、5、7次谐波电流。图26#变压器的测试数据及分析3.4谐波治理装置选型1#变压器谐波含量为245A×8%=19.6A，考虑到滤波装置需留有足够的裕量，因此在1#变压器低压负载侧安装了一台50A三相四线有源电力滤波器。2#变压器谐波含量为501A×10.8%=254.12A，在变压器低压负载侧安装一台300A三相四线有源电力滤波器。3#变压器谐波含量为796A×20.8%=165.57A，在变压器低压负载侧安装一台200A三相四线有源电力滤波器。4#变压器谐波含量为877A×14.3%=125.41A，在变压器低压负载侧安装一

7、台150A三相四线有源电力滤波器。5#变压器谐波含量为689A×23.1%=159.16A，在变压器低压负载侧安装一台200A三相四线有源电力滤波器。6#变压器谐波含量为732A×25.9%=189.59A，在变压器低压负载侧安装一台200A三相四线有源电力滤波器。3.5安装方式7如图3所示的是1＃变压器谐波治理装置的安装位置，其他几台变压器类同。图3谐波治理装置安装位置3.6节能分析谐波电流治理后，节能分析如下：1)滤波后减少的无功损耗PH：2)滤波后减少的有功损耗P0：3)谐波在变压器中的有功能量损耗PT：式中Ih－通过变压器的h

8、次谐波电流；RT－变压器工频等值电阻；KhT－由于谐波的集肤效应和邻近效应使电阻增加的系数，当h为5、7、11和13时，KhT可分别取2.1、2.5、3.2和3.7。4)谐波无功的能量损耗Di：其中有源滤波器的功率损耗，