電力濾波裝置，諧波治理

諧波治理，濾波裝置

    概述

    輸電及配電系統(tǒng)是運(yùn)行在固定頻率的正弦波電壓和電流波形下，然而在非線性負(fù)荷接入系統(tǒng)時(shí)，產(chǎn)生的附加諧波電流引起電流和電壓畸變。

    非線性的單相負(fù)荷如熒光燈、投射燈、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等，接入相與中性線之間產(chǎn)生三次諧波電流，并在中性線上進(jìn)行并聯(lián)疊加，所有的諧波電流造成電流和電壓畸變。三次諧波電流除了在中性線累計(jì)引起過載風(fēng)險(xiǎn)外，還形成150Hz的磁場(chǎng)。

    諧波治理，即從電網(wǎng)上濾除三次諧波電流，消除諧波影響，使上述問題得以解決。濾波器與諧波源越近濾波效果越好，這是諧波電流和諧波電壓治理的最好辦法。如果由于三次諧波引起的三次諧波電壓畸變或變壓器過載是主要問題，建議在主電源配電柜裝設(shè)濾波器。

    低壓三次諧波濾波器的適用行業(yè)

    一般工業(yè)、商業(yè)大樓、寫字樓、居住小區(qū)及三相四線制負(fù)荷。

    三次諧波濾波器的組成和工作原理

    三次諧波濾波器由電容器串聯(lián)阻抗構(gòu)成。諧波濾波器產(chǎn)生基波無功功率，以達(dá)到目標(biāo)功率因數(shù)，電抗器的電感值選擇使其對(duì)三次諧波形成很低阻抗串聯(lián)諧振，其結(jié)果是絕大部分的諧波電流可被濾除。

    濾波器柜安裝有一臺(tái)接觸器、一臺(tái)熱繼電器、電抗器、電容器及一臺(tái)電壓控制繼電器。通常濾波器與主配電柜帶熔斷器的饋線相連，與通常的無功電容器組一樣，三次諧波濾波器也可以由一臺(tái)功率因數(shù)調(diào)整器控制。三次諧波濾波器也可以根據(jù)中性線中的電流由外部的電流繼電器控制其投入和切除，或?yàn)V波器與負(fù)荷同時(shí)控制投切。

    諧波濾波器通常根據(jù)具體項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果采用標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成，這樣可以保障以合理的投資獲得最佳的無功補(bǔ)償和諧波濾波的效果。

    確定濾波器規(guī)格所需要的數(shù)據(jù)
     1.中性線和/或相線中的三次諧波電流。
     2.濾波器接入點(diǎn)的電壓畸變(相對(duì)中性線)。
     3.需要的無功補(bǔ)償功率。
     4.變壓器的容量(S/kVA)及短路阻抗百分比(Zk%)。
     5.安裝地點(diǎn)(主配電柜或分配電柜)。

    低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置

    隨著電力電子裝置在一般工業(yè)用戶、大型商場(chǎng)、寫字樓、智能大廈、居住小區(qū)等配電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，非線性負(fù)載（如變流設(shè)備、日光燈、計(jì)算機(jī)、空調(diào)等）的大量使用，導(dǎo)致高次諧波的產(chǎn)生，如果直接投入電容器補(bǔ)償功率因數(shù)，容易引起高次諧波放大，使電壓和電流的畸變更加嚴(yán)重。三伊公司針對(duì)這種情況推出TSC-SYII型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，是在動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的基礎(chǔ)上增加抑制諧波功能的產(chǎn)品，除具有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還能可靠抑制電網(wǎng)內(nèi)的高次諧波，防止諧波放大。

    低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置主要設(shè)備構(gòu)成

    1.晶閘管(投切電容器)
    2.電抗器(抑制諧波)
    3.電容器(補(bǔ)償功率因數(shù))

    TSC-SYII無功補(bǔ)償裝置技術(shù)規(guī)范
     額定電壓：400V
     相數(shù)及頻率：?jiǎn)蜗嗷蛉��?BR>     投切級(jí)數(shù)：3級(jí)，7級(jí)，10級(jí)（也可根據(jù)客戶需要設(shè)計(jì)其它等級(jí)）
     額定容量：30-5000kVar并可根據(jù)用戶需要定做，柱上式和柜機(jī)式兩種機(jī)型可供選擇
     環(huán)境溫度：-10°C~45°C
     環(huán)境濕度：相對(duì)濕度不大于85%
     海拔高度：不超過2000米
     高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置(TCR型SCV) SVC=FC+TCR
     TCR: Thyristor Controlled Reactor 晶閘管控制電抗器
     SCV: Static Var Compensator 靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置

     高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置主要設(shè)備構(gòu)成
     1.全數(shù)字控制柜
     2.晶閘管閥組
     3.主電抗器
     4.純水冷卻系統(tǒng)

    SVC高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置簡(jiǎn)介
     基于DSP的全數(shù)字控制系統(tǒng)，具有運(yùn)算速度快、處理數(shù)據(jù)量大，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制量計(jì)算。
     采用柜式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)外來干擾屏蔽，抗干擾能力優(yōu)越。
     控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
     采用臥式結(jié)構(gòu)，晶閘管疊裝壓接式，純水冷卻、內(nèi)取能、內(nèi)阻尼、空氣絕緣、BOD保護(hù)。
     晶閘管選用ABB優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，電氣性能良好，串聯(lián)使用控制電抗器的投入與切除。
     主電抗器，通過晶閘管閥組連接到SVC系統(tǒng)中，成為SVC最重要的部分。
     電抗器為空心、干式、銅線或鋁線環(huán)氧固化型，線形度高、噪音小、動(dòng)熱穩(wěn)定性好，絕緣強(qiáng)度高，散熱好。通過晶閘管的相位控制達(dá)到動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?
     主要設(shè)備采用國(guó)外著名公司進(jìn)口元件，主循環(huán)泵、等離子交換機(jī)、精密過濾器等核心機(jī)構(gòu)采用不銹鋼316L材質(zhì)。
     PLC程序控制，保護(hù)、報(bào)警功能完備。
     無腐蝕，無污染，符合環(huán)保要求。

     TCR型SVC技術(shù)特點(diǎn)

     1.動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間快，實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)。采用基于DSP的全數(shù)字化控制，動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間小于10ms.         
     2.運(yùn)行可靠，保護(hù)措施齊全，維護(hù)量小。系統(tǒng)信息傳遞采用光纜傳遞，光電方式轉(zhuǎn)換，抗干擾能力好。
     3.控制靈活，調(diào)節(jié)方式多樣�？砂礋o功電壓或無功功率投切，可手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換，分相投切。
     4.采用封閉純水冷卻系統(tǒng)，冷卻效率高，運(yùn)行可靠。
     5.可以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量根本優(yōu)化。裝置投運(yùn)后功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，消除電壓波動(dòng)及閃變，三相平衡符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 

     高壓無功補(bǔ)償兼濾波裝置

     高壓無功補(bǔ)償兼濾波裝置主要用于6kV、10kV及35kV供電的冶金化工等行業(yè)有諧波源的場(chǎng)所。本裝置為“無源型”濾波裝置，主要由濾波電容器、濾波電抗器和電阻器適當(dāng)組合，精密調(diào)諧后使濾波器對(duì)某一頻率的高次諧波電流呈現(xiàn)低阻抗，從而起到就地吸收諧波電流改善電能質(zhì)量的目的。濾波裝置在運(yùn)行中與諧波源并聯(lián)，除了濾波作用，還兼有無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/P>

    裝置結(jié)構(gòu)

     高壓濾波成套裝置主要由隔離開關(guān)(接地開關(guān))、放電線圈、氧化鋅避雷器、干式空芯濾波電抗器、高壓濾波電容器、電流互感器、熔斷器和母線等組成。根據(jù)用戶及場(chǎng)地需要，可做各種結(jié)構(gòu)的濾波成套裝置。具有安裝維護(hù)方便，占地而積小，布局合理等特點(diǎn)。

    濾波成套裝置可分為戶內(nèi)安裝和戶外安裝：按調(diào)諧次數(shù)可分為2次、3次、5次、7次等濾波支路。裝置所包含的調(diào)諧次數(shù)及濾波支路數(shù)主要是根據(jù)用戶諧波源狀況而設(shè)計(jì)的。

    電抗器安裝方式采用三相平裝時(shí)，可采用“一”字排列或“品”字排列�？招倦娍蛊饔捎诨ジ杏绊懕容^大，因而在安裝時(shí)必須保證一定的防磁距離。

    電容器安裝方式可分為立式安裝、臥式安裝等�？筛鶕�(jù)場(chǎng)地情況、負(fù)荷特性、系統(tǒng)情況及用戶要求，并考慮接線方便有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。

     工作原理

    無源濾波器主要由濾波電容器、濾波電抗器等適當(dāng)組合成LC濾波裝置。LC濾波裝置主要有單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器、C型濾波器等。各種濾波器電氣接線如下圖。

    實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)諧波電流的特征及大小以及無功需求情況設(shè)計(jì)成幾組濾波器，每一組濾波器對(duì)應(yīng)于某一次諧波，濾波器的分組需進(jìn)行精密計(jì)算，既要滿足濾除諧波的要求，也要滿足無功補(bǔ)償要求，同時(shí)還要防止在某一整數(shù)次頻率下由于濾波器與系統(tǒng)阻抗發(fā)生并聯(lián)諧振而產(chǎn)生的諧波電流放大。

    技術(shù)參數(shù)和性能

    裝置的一次線為單星型或雙星型，對(duì)于35kV及以下電力系統(tǒng)，電容器組的中性點(diǎn)不接地，其絕緣等級(jí)與電力系統(tǒng)的絕緣等級(jí)相同。裝置能在1.1Un或1.3In下長(zhǎng)期運(yùn)行。

    裝置的額定安裝容量為所有電容器額定容量之和。

    電容器的保護(hù)對(duì)6-10kV等級(jí)，一般采用開口三角電壓保護(hù)或中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)。35kV以上等級(jí)采用差壓保護(hù)。此外，每臺(tái)電容器還可串接一只熔斷器做電容器的內(nèi)部故障保護(hù)。

    放電線圈的額定放電容量應(yīng)能使電容脫開電源后，在5s時(shí)間內(nèi)，將電容器組上的剩余電壓自額定電壓峰值降至50V以下。帶有二次繞組的放心線圈還可用作開口三角零序電壓保護(hù)和電壓差動(dòng)保護(hù)。

    氧化鋅避雷器用于吸收裝置的過電壓，電容器組保護(hù)用的氧化鋅避雷器必須選用無間隙避雷器。裝置采用三只避雷器接線，并聯(lián)與電容器組相與地之間。

    使用環(huán)境

    裝置用于戶內(nèi)外：
    安裝運(yùn)行地區(qū)的海拔不超過1000m：
    周圍空氣溫度為-25℃～+45℃：
    空氣相對(duì)溫度不大于85％(20℃時(shí))：
    安裝場(chǎng)所應(yīng)無劇烈的機(jī)械振動(dòng)和顛簸：
    地震烈度8度；
    無有害氣體及蒸汽，無導(dǎo)電性或爆炸性塵埃等。