谈无功补偿装置谐波治理技术在配电线路上的应用论文_张若亮,李雪,郑磊,董舒婷,任强

谈无功补偿装置谐波治理技术在配电线路上的应用论文_张若亮,李雪,郑磊,董舒婷,任强

(中机华信诚电力工程有限公司 北京市 100029)

摘要:配电网在投入到运行之后会出现非线性负荷,这会使得配电网的功率因数变小,进而发生谐波污染等问题。谐波的污染会使得设备的运行效率低下,同时还会影响供电系统的电压值,大大地浪费了供配电网络的电能资源。

关键词:低压配电线路;无功补偿装置;谐波治理技术

引言:电力供应对社会的发展和进步具有十分重要的作用,各领域也需要电能来完成各式各样的工作项目, 但配网系统在高强度运行过程中,难免会出现一些安全质量问题,谐波影响问题也很突出。 所以,目前电力领域最为重视的研究课题,就是低压配电线路无功补偿装置谐波的治理技术。

1谐波污染对低压配电网的影响

1.1对低压配电线路正常工作产生影响

在低压配电线路正常工作过程中,如果有谐波电流从低压配电线路中通过,低压配电线路中会随之出现集肤效应和有功功率损耗,使得谐波的电阻增大,线路中的电流损耗马上增加,对低压配电线路的供电效率造成影响,显著降低了低压配电线路供电的质量。除此之外,在正常情况下低压配电线路中性线的电流值是非常小的,因而中性线的配线也比较细,但出现谐波之时,中性线中的电流会急剧增加,较细的线路完全无法满足电流通过的需求,很容易导致中性线出现温度急剧升高、绝缘被烧坏甚至造成短路的情况出现,更严重时还会导致火灾发生,后果不堪设想。

1.2 影响电容量

电容器也会因为谐波造成破坏,当谐波电压出现时,会不断升高电容器的温度, 当温度达到一定程度且不能承受电容器最大限度时,就会造成电容器的严重事故,如爆炸等,势必给企业带来巨大的损失。 另外,谐波作用于电容器,使其产生谐波谐振,会直接影响电网的正常运行。

1.3 对主变压器造成影响

低压配电网当中谐波的出现,对于主变压器造成的影响也是非常明显的。当前低压配电网中使用的主变压器普遍具有绕组固定的特征。在低压配电线路出现谐波污染的情况下,低压配电线路中主变压器的绕组损耗会显著增加,进而导致主变压器内部和外壳部件的温度升高,在长期运行过程中,会使得主变压器绝缘体受到严重损坏,不仅降低了主变压器的使用寿命和运行质量,而且带来了较为严重的安全隐患。由于主变压器是低压配电网中的重要设备,谐波污染对主变压器造成的不利影响也会间接造成供电企业供电效益下降,给企业带来较大的经济损失。

1.4 导致电网出现谐振现象

在低压配网正常工作过程中,谐波的出现很容易导致电网出现谐振现象,此时低压配网内部会存在谐振点,在长时间的运行过程中,会给低压配网造成严重的损害。在谐波电压或者谐波电流出现的情况下,低压配电网中继电保护器的工作出现异常,往往会导致其出现错误动作,对电力设备乃至低压配网的正常运行带来潜在隐患。除此之外,谐波的出现也会对测量回路造成影响,导致其测量结果出现较大的误差,或者导致二次设备频繁动作,造成继电保护装置接触点接触状况不良,给低压配网的正常运行带来较为严重的负面影响,进而导致供电企业出现利益损失。

2低压配电线路无功补偿谐波治理技术

在低压配电线路中,谐波污染的良好治理,是保障低压配电线路稳定、安全、有效、低能耗运行的重要前提和基本保障。当前低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术主要有两种,一种是在电能用户端实施无功补偿谐波治理,一种是在变电站实施无功补偿谐波治理。

2.1在用户端的实施无功补偿谐波治理

在用户端实施无功补偿谐波治理的方式,是在电能用户端植入有源滤波器或者无源滤波器,达到治理谐波的目的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在植入无源滤波器的过程中,无源网络是必不可少的,其组成部分有电容、电感和电阻,可以充分吸收谐波电流,得到了广泛应用。在用户端进行无功补偿谐波治理,最重要且最关键的工作就是选择合理的滤波器,在单调滤波器和双调滤波器中选择合适的类型,实现对于配电线路中谐波污染的有效吸收。

2.2 电网端的治理措施

目前, 电网端采用比较普遍的谐波治理方法是混合型电力滤波器,根据相关研究和分析来看,它的使用是混合了无源滤波器和有源滤波器,可以获得较好的谐波治理效果。 通常情况下,混合型电力滤波器还可以分为两种: ① 串联混合型; ②并联混合型,需要根据实际情况选择最合适的一种治理方式。

2.3 预估谐波的含量

在实践过程中,除了收集负载性质和其他技术参数外,低压配电线路的无功补偿方案还需结合计算机来进行仿真模型,以有效预测谐波的放大现象和共振现象,针对可能出现的问题,提出针对性的预防手段。

2.4用户端的治理措施

将谐波治理作用于用户端, 是将无源滤波器和有源滤波器置入到用户端,达到治理谐波的目的。 无源波滤器必须依靠无源网络,其元件包括有: ① 电感; ② 电阻; ③ 电容等,要有效吸收谐波电流需要利用这些组件来实现, 该方法是目前电力企业最常见的解决措施。 无源滤波器包括有两种滤波器,即为无源和调谐两种。 其中,调谐滤波器又分为两种: ① 单调; ② 双调,这两种在治理单一次波和相邻两次谐波上分别被应用。 高滤波器的作用主要是吸收某次的谐波。

3低压配电线路无功补偿装置的正确选择

为了达到最佳的低压配电网谐波治理效果,需要科学选择低压无功补偿装置,具体把握以下几点原则 :其一,低压无功补偿装置的选择应当在掌握谐波的含量以及负载性质的基础上进行,其中谐波含量的检测需要借助谐波测试仪进行,电力负载性质包含电力负载的变化幅度和变化频率、三相负载之间的平衡程度、电力负载中谐波源的容量等。此外,在一些特殊的场合如大型商场、起重设备制造企业等,对谐波的控制要求更高,因此低压无功补偿装置的选择也需要结合这些场合的现场实际进行。其二,低压无功补偿装置的选择应当在准确搜集配电网的技术参数的基础上进行,配电网系统相关技术参数是滤波器设计的重要依据,配电网系统相关技术参数包括运行电压值、运行电压值变化范围、配电网额定电压、配电网电压畸变率测试值、基波频率无功负荷状态、谐波电压控制国家标准等,在掌握配电网相关技术参数的基础上,滤波器的设计才能够有据可循,其设计的科学性和实用性也将进一步提升。其三,低压无功补偿装置的选择要结合对谐波含量的科学预测,结合以上两点,借助仿真模型工具,通过仿真计算制定出大致的无功补偿实现方案,有效预测配电网中是否会出现谐波共振和谐波放大的情况,在此基础上实现低压配电网无功补偿装置谐波治理效果的提升,并对无功补偿过程中可能出现的问题和状况做好提前预防。低压无功装置在选择过程中,需要进行充分的信息搜集、原理论证和效果模拟,绝对不可以随意为之,否则非常容易导致无功补偿效果不佳,甚至带来一定的反作用。

4结束语

当前,在电力行业快速发展的背景下,低压配电线路供电质量不断提升,但谐波治理问题仍然应在低压配电线路管理中得到足够的重视。低压配电网中出现的谐波污染,不仅会导致配电网工作质量下降,并且会使供电企业蒙受巨大的经济损失。基于谐波污染所带来的影响的严重性,在电能用户不断增加的当前,必须从低压配电网谐波污染产生的原因入手进行分析,结合无功补偿的技术原理,找到行之有效的低压配电网无功补偿装置谐波治理技术,实现低压配电网谐波污染治理效果的提升,为电力用户输送更加稳定、安全、可靠的电能,并推动供电企业乃至电力事业健康、可持续发展。

参考文献

[1] 田传明 . 配电网无功补偿和谐波治理研究 [D]. 华北电力大学 ,2014.

[2] 赵书涛 , 黄涛 . 配网线路无功补偿装置谐波治理技术探究 [J].通讯世界 ,2016,09:125-126.

[3] 孟子嫄 . 探析低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术 [J].科技传播 ,2016,16:241-242.

论文作者:张若亮,李雪,郑磊,董舒婷,任强

论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期

论文发表时间:2017/8/2

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