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电力系统并联电容器运行的谐波问题

 作者:田友元 来源:不详 时间:2006-5-16

 
 
谐波次数 谐波电流 电 抗 率  (%)
1 4.5 6 13
3 I3
I3
0.025U3
0.020U3
0.0207U3
0.0108U3
0.017U3
0.009U3
0.0774U3
0.005U3
IC3
IC3
-0.0082U3
-0.0057U3
-0.0126U3
-0.003U3
-0.016U3
-0.0026U3
0.044U3
-0.0015U3
IS3
IS3
0.033U3
0.025U3
0.033U3
0.014U3
0.033U3
0.0117U3
0.033U3
0.0066U3
5 I5
I5
0.0033U5
0.0065U5
0.12U5
0.0045U5
0.045U5
0.0039U5
0.0256U5
0.0025U5
IC5
IC5
-0.0167U5
-0.0109U5
0.1U5
-0.0075U5
0.025U5
-0.0066U5
0.0056U5
-0.0042U5
IS5
IS5
0.02U5
0.0174U5
0.02U5
0.012U5
0.02U5
0.0105U5
0.02U5
0.0068U5
  分析表中的数据可以看出:
(1)无论进入电容器或进入系统的谐波电流,新结线方式都较现有方式小得多,例如当电抗率为6%时,IC3/IC3′=6.15,IS3/IS3′=2.82,IC5/IC5′=3.79,IS5/IS5′=1.90。
(2)采用新方式,电抗率越大,各次谐波电流就越小。因为串联电抗器产生的谐波电压降,降低了母线上的谐波电压,谐波电抗值增大母线谐波电压就愈低,现有方式的电抗率对谐波抑制的效果则不一定,例如4.5%抑制IC3的效果较6%好,但抑制IC5的效果不如6%和1%,而且抑制IC3效果也不如1%。
(3)新方式因为使母线谐波电压降低,从而使流入系统的谐波电流减少,现方式的串联电抗器则不能发挥作用。
以上对比,说明新方式优于现方式。从图3看出,电容器的端电压不受电抗器影响,改善了电容器的运行条件,此外,配电线上安装电抗器还可起到限制短路电流的作用,其不利影响是增加了配电线的损耗,从而使用户的受电电压降低,因此电抗率不要选择得过高,能满足电容器正常运行即可。此外,谐波受阻后将在谐波源负荷侧产生影响,但这也会迫使用户采取措施,以改善其电压质量,新方式可能还存在其它缺点,需要通过实践和研究来进行验证。
4 结语
  电力系统并联电容器运行中的谐波问题比较复杂,我们只讨论了问题比较集中的中枢变电所和城网变电所,其综合意见如下:
4.1 电容器具有承受谐波影响的能力,在其允许的范围内,不采取防谐措施;
4.2 防谐措施力求简单易行、节约投资和便于管理,例如:增大电容器的分组容量,减少分组,避开谐振区;因季节性和日负荷变化电压升高增大的谐波影响,将电容器切除等。从这个原则考虑,不同电抗率电抗器混装的方式不宜推广采用;
4.3 不同的谐波源采用不同的防谐措施,因此中枢变电所与城网变电所的防谐问题应区别对待,其它的谐波源可以参考这两种情况进行处理。
4.4 220~500kV的中枢变电所,谐波源主要来自电晕电流和主变压器的过激磁电流,在电容器分组避开谐振区后,不必采取其它防谐措施。只装设小电抗率的电抗器抑制合闸涌流。电压过高时将电容器切除;
4.5 城网变电所的谐波源主要来自带有谐波源负荷的厂矿用户,这类谐波应要求厂矿从根本上治理,以防谐波侵入变电所。在不能避免谐波干扰的情况下,推荐作者建议的新结线方式,这种方式防谐效果显著,具有很多优点。

作者单位:东北电业管理局(沈阳 110006)

参考文献
 1.大型并联电容器组抑制三次谐波放大的措施.华北电力试验研究所,1990年10月
2.河南电网220kV变电站并联电容器组接线方式的试验研究.河南电力试验研究所等,1991年5月
3.王善钧.220~500kV变电所内并联电容器回路不对称三次谐波探讨.东北电力设计院
4.沈文琪.电容器装置对电网谐波的影响.西安电力电容器研究所,1993年6月

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