发布于 2009-07-03 18:11:19
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电力系统抑制谐波的措施
为了把谐波对电力系统的干扰(污染)限制在系统可以接受的范围内,我国和国际上分别颁布了“电力系统谐波管理暂行规定”和IEC标准,明确了各种谐波源产生谐波的极限值。
电力系统抑制谐波的主要措施有:
(1)在补偿电容器回路中串联一组电抗器
如图2,在未加Xc前,略去电阻,谐波源In母线处的谐波电压为:Un=Xsn?In;并联了补偿电容器后,则谐波源的输入谐波电抗为:此时谐波电压,注入系统的谐波电流Un,Isn>In.即并联电容器使系统的谐波被放大了。如果对应某次谐波有Xsn-Xcn=0即发生谐波,则其谐波电流、电压都趋于无穷大。为了摆脱这一谐振点,通常在电容器支路串接电抗器,其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下,均使电容器回路的总电抗为感抗而不是容抗,从根本上消除了产生谐波的可能性。
(2)装设由电容、电感及电阻组成的单调谐滤波器和高通滤波器
单调谐滤波器是针对某个特定次数的谐波而设计的滤波器,高通滤波器是为了吸收若干较高次谐波的滤波器。应装设的滤波器类型、组数及其调谐频率(滤波次数)可由具体计算决定。
如电力机车是大功率单相整流装置,它有谐波问题,根据实测资料,韶山-1型机车电流的谐波含有率大致如表1,影响电力机车注入电力系统谐波电流的因素很多,如图3所示,接触网是影响因素之一,图中Zsn为电力系统的谐波阻抗,供电臂全长为L,臂上只有一辆电力机车,位于离变电所l处。
设接触网单位长度的n次谐波阻抗、导纳分别为Zn、Yn,则其n次谐波特征阻抗Zcn和传播常数γn
可见一般接触网对机车谐波电流起到放大作用,当机车处于供电臂末端(l=L时)放大作用最大。解决牵引机车的谐波问题,一般方法是在牵引变电所装设3、5、7各次滤波器。近年新投运的部分电力机车改用车载分次滤波器的方式,滤除3、5次谐波效果很好。
(3)增加整流相数
高次谐波电流与整流相数密切相关,即相数增多,高次谐波的最低次数变高,则谐波电流幅值变小。一般可控硅整流装置多为6相,为了降低高次谐波电流,可以改用12相或36相。当采用12相整流时,高次谐波电流只约占全电流的1%,危害性大大降低。
(4)当两台以上整流变压器由同一段母线供电时,可将整流变压器一次侧绕组分别交替接成Y型和△形,这就可使5次、7次谐波相互抵消,而只需考虑11次、13次谐波的影响,由于频次高,波幅值小,所以危害性减小。
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