低压滤波补偿装置设计方案归纳.pdf

低压滤波补偿装置方案设计 第一章 项目概述 1.1 前言 低压谐波滤除装置是专用于低压电网 3 次、 5 次、 7 次、 11 次、 13 次及以上的谐波无 源滤波装置。适用于中频冶炼、变频、轧钢、整流设备等的环境。该装置采用了电感和电容 器组成串联谐振吸收回路， 有效的将负载产生的谐波加以吸收， 从而避免将谐波电流返送到 电力变压器，大大降低电网的谐波量，同时有利于用户电力变压器的运行， 降低功耗， 提高 设备和其它电器组件的可靠性。 此外该设备还提供一定容量的无功功率补偿， 提高用户负载 的运行效率。 该装置分综合控制柜和电抗柜， 视用户要求不同， 配置的滤除谐波次数也不同。 通常一套 ZRTBBL系统可滤除 4 种谐波。系统的操作可分自动运行和手动操作。 1.2 谐波的基本定义及基础知识 1.2.1 领域内关键词语的基本概念 ★ 谐波： （harmonic ） 对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解， 得到频率为基波频率大 于 1 的整数倍的分量。我国供电系统频率为 50Hz，所以 5 次谐波的频率为 250 Hz 。7 次谐 波的频率为 350 Hz 。11 次谐波的频率为 550 Hz ， 13 次谐波的频率为 650 Hz 。 ★ 公共连接点：（ PCC）用户接入电网的连接处。 ★ 总谐波畸变率： （THD）周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的方均根值之比 （用百分数表示）。电压总谐波畸变率以 THDU表示，电流总谐波畸变率以 THDI 表示。 ★ 谐波源（ harmonic source ）：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的 电气设备。 ★ 感性无功：电动机，变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率 和释放的功率相等，这种功率叫感性无功功率。 ★ 容性无功电容器在交流电网中接通时在一个周期内，上半周期的充电功率和下半周期的 放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫容性无功功率。 ★ 功率因数：有功功率与视在功率的比值称为功率数。 ★ 功率因数调整电费：实行两部分电价制度的用电企业，供电部门根据用户平均功率因数 而加收或减免的电费，称为功率因数调整电费 1.2.2 谐波的产生和危害 ● 谐波的产生 谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷， 导致电流波形畸变造成的。 我 们对这些畸的变交流量进行傅立叶级数分解，即可得到 50Hz 的基波分量和频率为基波分量 整数倍的谐波分量。 ● 谐波的危害 ★ 影响供电系统的稳定运行：供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁 继电器， 感应式继电器或新式微机保护进行检测保护， 在系统中这些属于敏感元件， 继电器 受到高次谐波的影响容易产生误动作， 微机保护由于采用了整流采样电路， 也及易受到谐波 的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。 ★ 影响电网的质量：高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波 电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率， 从而降低电网电压， 增加电路损耗， 浪费电网容量。 ★ 影响供电系统的无功补偿设备：供电系统变电站均有无功补偿设备，当谐波注入电 网时容易造成高压电容过电流和过负荷， 使电容异常发热： 另外谐波的存在还会加快电容器 绝缘介质的老化，缩短电容的使用寿命。 ★ 影响电力变压器的使用：谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压 器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。