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电力滤波器在客户中的应用(2)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/7 10:14:35   

 关键词:  电网 电力滤波器

  无源滤波器属于被动的吸收式滤波,在谐波源比较简单的系统中,结合功率因数补偿,选用高性能的滤波电容器,串联高线性的滤波电抗器,组合成滤波补偿器,在吸收系统中主要的谐波分量时,补偿无功功率。

  无源滤波又分为调谐和非调谐的两种滤波技术,调谐式无源滤波技术主要为滤波,其效率可达70%,但配置的容量很大,投入时会造成电压波动,且易造成过补偿。其计算和配置复杂,存在谐振的危险,无法满足要求。目前已不使用。

  非调谐式无源滤波技术是抑制谐波进入电容器,避免谐振。其配置简单,但滤波效果差。

  2.2有源滤波器(APF)

  有源滤波器属于动态消除滤波,一般用于重要负荷场所,根据用电设备对谐波的敏感程度,为达到最佳的滤波效果,配置动态有源滤波器。有源滤波器是采用开关元件,通过数字信号处理和脉宽调制技术,根据检测到的谐波分量,产生一个幅值相等、相位相反的电流,在谐波源处注入系统,使电源的总谐波为零,达到实时补偿谐波电流的目的。与无源滤波器相比,该技术对清除谐波效果大,可滤除97%以上的谐波电流,其滤波特性不受系统阻抗的影响,可清除与系统阻抗发生谐振的危险,不仅能补偿各次谐波,还可抑制闪变,补偿无功,有一机多能的特点。该技术不存在导致过补偿和引起电压波动的问题,具有自适应功能,可自动跟踪并补偿变化中的谐波。

  目前有源滤波器发展方向如下。

  2.2.1控制系统的简化

  目前有源滤波器控制系统大多为模拟电路,其结构复杂,随着高速数据处理芯片功能的完善,不久将实现数字化。能更准确的检测电网的谐波电流,以达到更好的补偿效果。

  2.2.2补偿装置的多功能化

  有源滤波器除能补偿谐波外,改造其控制回路后,还可补偿基波的无功,更好抑制电压闪变和不平衡电压。

  2.2.3降低装置容量

  有源滤波器中最基本的是并联型,其容量取决于交流回路电压有效值与补偿电流有效值的乘积。并联型有源滤波器装置的容量主要取决于补偿电流,因此有源滤波器的造价远高于无源滤波器。为降低补偿装置的投资,主要应降低有源滤波器的容量。目前是将有源滤波器和无源滤波器组合使用。用无源滤波器滤除谐波源中的主要谐波电流,再利用有源滤波器提高总的补偿效果。这就是组合型有源滤波器。

  2.3组合型滤波器

  有源滤波器补偿效果好,响应快,且不受阻抗影响,但价格相对较高,如将有源滤波器的优越性能与无源滤波器的低成本相结合,即可构成组合型滤波器,通过适当控制可使负荷的谐波电流由有源滤波器提供,负荷的基波无功功率由无源滤波器提供。这样逆变器的容量可明显减小,成本大大降低,是理想的消除谐波及补偿无功的最佳方式。

  3客户消谐的技术和管理措施

  从以上对谐波产生的原因分析,可看到目前大量采用电力电子设备的冶金、化工、机械、轨道交通等行业中存在着高次谐波,严重污染和干扰了电力系统,为消除谐波的影响,以上消除谐波的方法,针对不同的客户,采用适当有效技术手段和到位的管理措施,是完全可以做好谐波源治理工作的。

  3.1在客户工作中应采取的技术手段

  在治理谐波源的过程中,首先应针对谐波源的设备,选择合理的消谐技术措施。对负荷变化不大、谐波次级超标种类不多的,可采用简单经济的无源滤波器,但需要结合负荷工况实现分级投入,以确保在低载时也不会发生谐波超标。相对于负荷变化较大的,谐波次级超标种类较多的,要求设计采用有源滤波器与无源滤波器组合的使用方式。首先采用结构简单、成本低的无源滤波器,分担大部分补偿和消谐任务,再利用有源滤波器良好的补偿性能,这样既解决了有源滤波容量大、成本高的问题,又可使系统取得较好的消谐效果。

  优先选用滤波器的在线监测系统,在谐波源客户中尽可能选用滤波器的在线监测系统,目前在部分客户中,已使用滤波器的在线监测系统,对谐波电压、谐波电流具有记录和报警功能,实时监测谐波电压、谐波电流,系统能输入设置各次谐波电流允许值和谐波电压总畸变值。当谐波电压、谐波电流超标时,能记录超标时的各次超标谐波的最大值、最小值及平均值,以及记录超标时间等相关数据。安装滤波器在线监测系统,使供电部门实时掌握客户的谐波情况,及时发现系统存在的潜在危害,以便于尽快作出判断,果断采取措施,消除隐患。采用滤波器的在线监测系统,还可减少对谐波源客户的现场测试,提高工作效率,有效地改善电网电能质量,节约能源,提高客户计量点的功率因数,解决客户功率因数不合格造成的功率因数调整电费的罚款问题,经济效益和社会效益显著。

  3.2加强用电管理

  依据国家法律法规和行业技术标准,从管理上严格把关,目前在工作中的主要依据有:

  •《中华人民共和国电力法》

  •《电力供应与使用条例》

  •《供电营业规则》

  •《用电检查管理办法》

  •《电能质量——公用电网谐波》(GB/T14549-93)

  •《电能质量——电压波动和闪变》(GB12326-2000)

  •《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值》(GB17625.1-1998)

  在供电公司受理客户的业务时,对产生谐波源的重点行业,应了解客户的生产流程和工艺,对带有谐波源的用电设备,在供电方案中注明"谐波治理"字样,在签署供电方案确认协议的同时签署谐波治理协议,在设计审图时,对谐波治理措施审核,在送电前客户落实谐波治理设备的合同签署,由工程管理人员进行验收。

  在供电公司内部建立谐波监督管理体系,将谐波监督管理纳入正常的生产管理工作中。有可能的情况下,应建立谐波监督管理机构,负责日常的谐波监督管理,建立谐波源客户资料档案,对重点谐波源客户进行跟踪测量、分析和有效治理。并组织有关部门发布有关谐波治理的信息和经验交流,以提高电能质量管理的水平。

  

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