民用建筑配电系统谐波防治技术阶段性研究报告--陈众励.pptVIP

上海建筑设计研究院有限公司 民用建筑配电系统谐波防治技术 阶段性研究报告 * 陈众励 1.民用建筑配电系统中的主要谐波源分析 1.1 电力变压器，特征频率为150Hz（3次谐波） 1.2荧光灯，特征频率150Hz（3次谐波） 1.3整流装置、变频装置，特征频率为 （k －1）x50Hz（k为脉波数） 简而言之（特例除外），非线性配电设备和非线性用电负载导致配电系统中的谐波电流，而谐波电流流经配电系统的阻抗，又导致了谐波电压。 2.谐波对电能损耗和配电系统设计工作的影响 2.1谐波对电能损耗的影响 在理想正弦波的情况下，无功功率Q仅仅反映了电能在电源与负载之间交换或传递的幅度，而极少消耗功率（仅仅是相位滞后引起的工作电流增量部分所致的导线发热损耗） 。 但是，在谐波环境中的无功功率Q中，一部分反映了电能在电源与负载之间交换的幅度，还有一部分则主要作了无用功。谐波导致了配电系统和用电设备的额外电能损耗（其最明显的现象就是谐波使得设备工作电流增大）。 2.谐波对电能损耗和配电系统设计工作的影响 2.2谐波对功率因数计算方法的影响 功率因数计算 P：有功功率； S：视在功率 当谐波存在时， 2.3谐波对功率因数补偿方法的影响 传统的静电电容补偿方法只能解决由于电流相位滞后导致的无功功率问题，而对由于谐波、间谐波等频率不合所致的无功功率却无能为力。 因此，在谐波环境中，计算静电补偿电容的容量时，应当扣除非相位所致（即畸变所致）的无功功率，而且这部分无功功率必须用配置电抗器、滤波器等治理谐波的方法来解决。 简言之，在谐波环境中，无功补偿必须相位校正和谐波抑制双管齐下。 标准电容器 电容器额定电压增加 10％ 电容器额定电压增加10％并配置谐波抑制电抗器 2.4谐波对无功补偿电容器耐压参数的影响 根据谐波源设备的拥有量（Gh/ 的比值）来确定补偿电容器的耐压参数A 据Gh/Sn的比值确定补偿电容器的参数 Gh：连接到有电容器组的母线上所有产生谐波源装置（静态变换器、变频器、速度控制器等）的视在功率额定值的矢量和。 Sn：系统中变压器视在功率额定值的矢量和。 2.4谐波对无功补偿电容器耐压参数的影响 2.4.2 根据实测总谐波畸变率THDi来来确定补偿电容器的耐压参数B据总谐波畸变率测量值THDi确定补偿电容器的参数 Sn：变压器视在功率； S：变压器副边实测的视在功率（满负荷且不带电容器）； THDi：变压器副边电流畸变率。 应当注意的是，谐波还会导致电容器过载、过热，故谐波还会影响电容器的容量选择。 标准电容器 电容器额定电压增加 10％ 电容器额定电压增加10％并配置谐波抑制电抗器 2.5谐波配电系统的谐振风险增大 为避免发生系统谐振，必要时应作谐振计算。系统的谐振频率可按下式计算： 电容器容量的增加，导致谐振频率向低值偏移；反之，系统短路容量的增加，则导致谐振频率向高值偏移。 补偿电容的分组也应避开系统谐振点，必要时可以接入适当的电抗器来改变系统参数，以防发生谐振。 3.民用建筑配电系统谐波状况调查与测试情况 上海院于2007年完成了对上海市三级甲等医院医技楼的测试及分析工作，并推导出了具有实用价值的谐波计算经验公式。 九家医院A相电流畸变率和K系数的测试结果见下表 目前已初步完成了对上海市15栋高层、超高层办公建筑的谐波测试工作，数据分析及经验公式的推导工作仍在进行当中。 变压器 A相电流畸变率(%) K系数（实测值） 医院一 1 #变压器 8.3% 1.3 医院一 2 #变压器 12% 1.4 医院一 3 #变压器 18.4% 3.4 医院二 1#变压器 12.4% 1.3 医院二 2#变压器 5.2% 1.1 医院三 1#变压器 5.3% 1.2 医院四 1 #变压器 11% 1.6 医院四 2 #变压器 21.6% 3.7 医院四 3 #变压器 13.2% 1.9 医院五 1#变压器 6.3% 1.2 医院五 2#变压器 4.2% 1.1 医院六 1 #变压器 3.8% 1.1 医院六 2 #变压器 5.9% 1.3 医院六 3 #变压器 7.4% 1.3 医院六 4 #变压器 4.7% 1.1 医院七 1 #变压器 7.7% 1.3 医院七 2 #变压器 8.8% 1.4 医院八 1 #变压器 2.8% 1 医院八 2 #变压器 2.6% 1 医院八 3 #变压器 4.9% 1.2 医院八 4 #变压器 5.3% 1.1 医院九 1 #变压器 5.3% 1.1 医院九 2 #变压器 9.4% 1.9 医院九 3 #变压器 6% 1.9 医院九 4 #变压器 9.8% 1.5 医院九 5 #变压器 7.8% 1.4 医院九 6 #变压器 10.5% 1.