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一个消谐器造成三次谐波偏大的典型事例分析
收录时间:2022-11-25 23:01:09  浏览:0
文章编号 1 6 7 4 3 9 5 4 2 0 1 3 0 9 0 2 5 2 0 2 一个消谐器造成三次谐波偏大的典型事例分析 邱明明 广东电网公司佛山供电局试验研究所佛山5 2 8 0 0 0 摘要 为了更好地降低或消除供电系统中的三次谐波 保障供电系统的安全运行 针对佛山供电局1 l O k V 合水变电站进行了三次 谐波测试 采用理论分析与实际测量相结合的方法 主要针对l O k V 母线电压互感器中安装的消谐器与三次谐波的关系进行了分析 本 文介绍了消谐器在供电系统中的作用 三次谐波产生的原因 几种主要危害以及1 0 k V 电压互感器中性点可靠接地的重要性 并以此为依 据 提出了三次谐波的一些解决对策 从改善供电系统的供电质量和配电系统及设备的安全运行的方面对消谐器的使用提出了一些建 议 关键词 三次谐波 电压互感器 消谐器 刖再 目前三次谐波在供配电系统中引发的问题越来越突出 无论是查找 谐波源还是治理都有很大的难度 而消谐器作为目前普遍安装的抑制工 频半波涌流的设备 与电网谐波有着一定的联系 笔者以佛山供电局 1 1 0 k V 合水变电站为对象 分析并探究消谐器与三次谐波的关系 并希 望从中得到一些针对三次谐波的判断方法与解决对策 1 现场测试过程 1 1 系统特点 佛山1 1 0 k V 合水变电站采用单母分段的接线方式 2 主变压器和 3 主变压器中性点接线方式均为主变中性点接线方式 变压器1 0 k V 侧 都采用的d 1 1 的接线方式 因此没有零序电流通路 由于其主要的负荷 用户为金属冶炼企业 由于用户的行业特殊性更易对电网的电能造成污 染 因此 我们对该变电站的主变变低1 0 k V 侧进行了谐波测试 1 2 测试结果 测试点选择在该1 1 0 k V 变电站主变变低1 0 k V 母线侧进行 测试结 果如下 表11 1 0 k V 合水变电站主变变低1 0 k V 侧谐波测试统计 谐波电压总畸3 次谐波电压含 3 次谐波电流含 变电站监测点 变率 有率 有率 2 主变变低9 8 29 6 6 56 5 1 l O k V 变电站 鹕主变变低5 3 85 2 3 74 9 7 通过对11 0 k V 合水变电站主变变低1 0 k V 侧的谐波测试结果进行对 比 我们可以发现 变低1 0 k V 侧的谐波主要是3 次谐波含有率过高引起 的 而在将安装在1 1 0 k V 合水变电站变低1 0 k V 母线的电压互感器中性 点上的消谐器拆除后 我们再次通过谐波测试 测试结果如下 表2 消谐器拆除后11 0 k V 合水变电站主变变低l O k V 侧谐波测试统计 谐波电压总畸3 次谐波电压舍 3 次谐波电流含 变电站监测点 变率 有率 有率 某1 1 0 k V 变电 2 主变变低2 5 32 4 21 6 7 站 3 主变变低1 7 11 5 31 1 3 在将l O k V 母线电压互感器中性点上的消谐器拆除后 从这个测试 表中 我们可以明显看至 谐波电压总畸变率在3 次谐波含有率降低的情 况下也明显降低 由此推断 三次谐波由于消谐器的作用而得到了放大 表31 l O k V 合水变电站l O k V 母线P T 及消谐器调查 位置名称电压互感器型号及容量消谐器型号 舵主变 5 2 A 电压互感器 5 2 B 电压互感器 型号 L X Q D 一 型号 J D Z X l l 1 0 C 方式 与1 0 k V 5 2 A 电压互感器 1 0 k V 变低侧5 2 B 电压互感器尾一次侧串联 容量 1 0 0 V A 接地 3 主变5 5 电压互感器型号 U N E I O 容 型号 未知 方式 与I O k V 5 5 T 尾一次侧串联 1 0 k V 变低侧量1 2 0 V A 接地 2 原理分析 2 1 消谐器的作用简介 见图1 我国6 3 5 k V 电网通常中性点不接地 母线上Y 0 接线的一次绕组 2 5 2 ABC 图11 0 k V 母线P r 中性点消谐器安装位置 将成为该电网对地唯一金属性通道 当单相接地或消失时 电网对地电 容通过一次绕组有一个充放电的过渡过程 此时常有最高幅值达数安培 的工频半波涌流通过 可能将高压熔丝熔断 消谐器便是安装在电压互 感器一次绕组Y 0 接线中性点与地之间的高容量非线性电阻器 起阻尼 与限流的作用 安装了消谐器后 工频半波涌流就可以得到有效抑制 因 此 从抑制涌流的角度考虑 消谐器的阻值越大越好 2 2 三次谐波产生的原因及危害简介 在理想的干净供电系统中 电流和电压都是正弦波 在只含线性元 件 电阻 电感及电容 的简单电路里 电流与施加的电压成正比 两者呈 线性关系 电路中流过的电流也是正弦波 电路中没有谐波存在 但是 在实际的供电系统中 绝大多数负荷均为非线性负荷 如整流器 u P S 电 源 电子调速装备 荧光灯系统 计算机等设备 他们从电网中吸收的电 流与所加的电压不呈线性关系 形成非正弦电流 而对于三次谐波 主要 产生在采用单相全控桥式整流电路作为电源的设备上 结合本次测试的 某1 1 0 k V 变电站所带负荷主要为金属冶炼企业 会更多地使用电弧炉 这是一个重要负荷 运行时 电极和金属碎粒之间会发生频繁断路 而在 熔化期间 电源两相短路 一旦熔化金属从电极上落下 电弧熄灭 电源 又开路 因此 可以说冶炼过程是频繁的短路一开路一短路的过程 会引起 谐波 其中以3 次谐波为主 在1 0 k V 配电系统中三次谐波的危害主要包 括 造成中性线过热 引起设备端零一地电压过高 使电压发生畸 变 引起变压器温升过高 引起剩余电流断路器的误动作 2 3 接入消谐器后的电压互感器中性点电压分析 当Y O 接线的三相电压互感器接入对称电压u u u 时 设流过三 相电压互感器一次绕组Y O 接线的励磁电流为I I I b L 流过中性点0 的 电流为I 励磁电流可分解成基波和3 次谐波 若基波的模I 相同 设 I l I I 0 0 l l b I L 一1 2 0 0 I l o I l L 1 2 0 则流过中性点的基波电流为I I I b I 而三相电路中三次谐波的角差为零度 设三次谐波的模I 相 I 到 即I f I h 3 x O o I h L O o I 铲I h L 3 x 一1 2 0 I h L O 1 3 c I h 3 x 1 2 0 I L 0 流过中性点的三次谐波电流I I 汁I 妒I k 3 1 L 0 0 最终得到的三 次谐波是三相三次谐波的叠加 2 4 中性点可靠接地对谐波的影响 1 0 k V 侧变压器一般是三角形接线 中性点不接地 所以在变压器空 载时 电压互感器的三次谐波激磁电流不易流通 因而在相电压中将出 现三次谐波电压 由于三相三次谐波电压的相位是相同的 所以在辅助 线圈开口 a x 处三次谐波电压为三相之和 数值很大这个状态在1 0 k V 万方数据 兰垦星 0 1 3 年3 月 电力建设 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 e e 文章编号 1 6 7 4 3 9 5 4 2 0 1 3 0 9 0 2 5 3 0 2 远程技术和智能电能表在用电管理中的创新与应用 朱宏顺 武功供电局陕西省咸阳市武功县7 1 2 0 0 0 摘要 信息化是2 l 世纪经济社会发展的重要标志 是现代企业管理的有效手段 也是贯彻落实集团公司 两型两化 战略目标的必 由之路 为贯彻集团公司提出的现代化 智能化管理要求 提高用电管理水平 我们武功分公司以远程抄表和智能电能表为重点 现已初 步试点成功 关键词 远程技术 创新 应用 1 总论 1 1 系统概述 随着信息技术和通信技术的发展 电力系统远程抄表技术得到了快 速发展 电力市场营销业务的日益创新 营销信息化得以迅速推进 客户 现场信息的集中采集和分析应用 成为用电管理工作不可缺少的基础技 术要求 同时由于国民经济的快速发展 有序用电管理再度成为社会发 展的迫切需要 在这样的需求背景下 远程抄表管理系统和智能表越发 显示出它的特点和功用 通过智能电表和远程抄表系统建设 实现了客户和供电企业无缝链 接 信息共享 使客户服务更加方便快捷 极大提高了地电企业良好形 象 1 2 适用范围 主要适用于 高压用户 低压用户 居民小区等单台变 综合变 公用 变等计量的抄表和用电管理 2 当前系统用电管理现状 营销方面 目前系统内抄表大多采用传统抄表方式 人工抄取电 能表数据 不可避免地存在抄读数据误差 操作难以规范化 数据采集不 及时 耗费人工多 成本高 效率低 由于人员水平曾差不齐 责任心不 强 存在抄表不到位 线损不真实 个别企业如果经营不善 企业倒闭 不能按时交纳电费 存在电费回收风险 对用户的用电缺乏有效的监 督手段 当电能计量装置出现故障或缺相时不能及时发现 导致电量 流失 生产管理 缺乏对负荷的实时有效监测手段 目前 测试配变负荷 主要靠人员现场测试 既不安全还费时费力 配变利用率不能及时掌 握 给配变增容布点带来不便 由于线路上无故障监测设备 当线路发 生故障时 需要组织人员巡视线路来查找发现故障点 影响事故抢修效 率 个别农电工私自工作 供电管理部门对配变台区随意性停电缺乏 有效监控手段 影响供电可靠性 客户服务 客户无监测设备 不能随时掌握自己的用电情况 电费 信息 负荷情况 供电企业与客户缺少沟通桥梁 3 项目发展情况 移动通讯业务的产生和全面投入 无线移动数据通讯的应用也越来 越广泛 安全的数据传输和永远在线特点 采用带G P R S 无线通讯技术的 智能电能表 实时采集配变负荷的用电数据 通过G P R S 网络将数据自动 上传至服务器 具有采集数据快速准确 能快速在后台系统中生成用电 统计分析 提供给用电管理人员 以方便管理人员对该配电台区用电进 行查询及管理 与传统的人工抄表相比 极大地提高了效率和准确率 对 客户配变数据通过***及时传送 让客户及时了解自己的用电情况以及 配变的运行情况 方便了电力部门与客户的沟通 提高为客户服务的水 平 远程抄表管理系统具备以下功能 1 变电站管理 2 大用户负荷管理 3 配变管理 4 低压集抄 5 预付费售电管理 3 1 遥测计量 1 数据查询 电量表码查询 瞬时值查询 计量点电量查询 极值查 询 最大需量查询 四象限无功查询 主副表电量数据对比 冻结表码查 询 W P I 一 一 o 一 一 一 卜 卜 一一 卜一 卜 卜 一 一 一一 一 卜 一 一 一 一一 一 卜 一一 电力线路投入后可大大改善 因为这时电力线路三相导线的对地电容将 提供三次谐波激磁电流流通 使三次谐波激磁电流在互感器原边线圈 接地点 大地 l O k V 电力线路 原边线圈组成的回路中循环 所以电压互 感器原边线圈中性点接地必须可靠 3 结论 1 系统中存在由内部或者外部网络产生的三次谐波 在谐波电流 流过消谐器时 由于I F I k I 矿1 3 c 3 I x 0 0 三次谐波电流便会产生叠加 从而使谐波电压增大很多 2 在通过相等的电流时 消谐器的电阻值越大 产生的电压偏移越 严重 二次侧三相电压越不平衡 但从消谐角度考虑 此阻值却越大越 好 因此 这又是一个很矛盾的问题 3 电压互感器原边线圈中性点接地必须可靠 保证三次谐波回路 畅通 综上所述 一般情况下 以下两个因素决定了所测谐波电压的大 小 励磁特性的好坏 主要取决于励磁电流的大小及3 次谐波的含 量 消谐器电阻值大小 4 常用的解决对策有 如果此变电站铁磁谐振现象极少发生 可 优先考虑拆除消谐器 采用3 只单相中性点直接接地方式 此次1 1 0 k V 合水变电站在处理过程中就拆除了安装在1 0 k V 母线电压互感器中性点 的消谐器 尽量采用励磁电流小的电压互感器 尽量采用3 只伏安 特性基本一致的电压互感器组成一组 在开口三角两端安装与消谐器 配套的二次侧产品 三次谐波***器 以***消除励磁电流中的三次谐 波的影响囝 4 结语 笔者通过在佛山供电局11 0 k V 合水变电站1 0 k V 母线电压互感器中 性点消谐器安装与否的情况下
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