电力用户谐波源剖析与对策.doc

电力用户谐波源分析与对策 [日期：2007-03-02] 来源：浙江省绍兴电力局? 作者：陈根奇 [字体： HYPERLINK javascript:ContentSize(16) 大 HYPERLINK javascript:ContentSize(0) 中 HYPERLINK javascript:ContentSize(12) 小] HYPERLINK \o 点此访问中华电力网 电力系统中谐波主要是由冶金、化工、电气化铁路及其他行业的换流设备产生的。它们向公 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=8 \o 点此访问中华电力网 用电网注入谐波电流，在公用电网中产生谐波分量，不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。 随着电网的不断发展，浙江省绍兴地区的供电能力和供电质量有了较大的提高，但随着用户各类变频节能设备的广泛应用，使地区电网的谐波污染问题日趋严重，影响了供电质量。2005年，绍兴电网110 kV大和 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=5 \o 点此访问中华电力网 变电所，经常发生主变压器差动保护报警，经查找分析发现大和变电所主变压器电流5次谐波达10%，再对10 kV出线进行测试，发现有5条10 kV线路5次谐波电流超过10%，其中谐波电流最大的安中线5次谐波电流达20%，随时有可能发生主变差动保护误动跳闸事故。 系统中谐波电流普遍存在，因谐波电流造成的电气设备故障及受电设备故障与日俱增，对其潜在的危害，容易诱发事故，提高成本代价，对经济效益造成损失。据权威部门统计，在我国每年有近数百亿元的损失。种种迹象表明，谐波已逐渐成为影响电网稳定运行、劣化电能质量的潜在威胁。 1 用户谐波源现状分析 通过对谐波源进行简单分类，发现 HYPERLINK \o 点此访问中华电力网 电力系统中的主要谐波源可分为两大类：一是含半导体的非线性元件，如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、PWM变频器等节能和控制用的电力电子设备；二是含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如日光灯、交流电弧炉及铁磁谐振设备等。通过对绍兴电网用户谐波源情况进行调查，对该地区负荷进行分析，绍兴电网用户谐波源情况也可分为两种： 一种是集中的较大谐波源，如金属冶炼、电气化铁路等。对这类谐波源，由于 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=8 \o 点此访问中华电力网 用电负荷相对集中，供用电双方对谐波治理容易达成共识，也容易落实治理措施。如中外合资的友谊特种钢有限公司，其新建的年产200 kt不锈钢带钢工程，其主要谐波源设备，包括20 t电弧炉3台，25 t精炼炉2台。通过对其电压波动和闪变的评估，其在冶炼过程中，特别是在熔化期，随机且大幅度波动的无功功率会引起供电母线电压的严重波动，并构成闪变干扰。为此，在该用户配电设备安装过程中，要求用户配套加装了响应时间小于10 ms的SVC补偿装置，TCR部分容量为10000 kvar。该装置投运后，各项指标符合国家标准要求。 另一种是分散的变频器。绍兴地区的主导产业是轻纺行业，在近年来不断的技术改造中，其生产设备中多采用变频器。用变频器驱动的电动机系统，因其节能效果显著、调节方便、维护简单，在工业中广泛应用。它把工频（50 Hz）变换成各种频率的交流电，以实现电机的变速运行。由于变频器输入部分为整流电路，输出部分为逆 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=5 \o 点此访问中华电力网 变电路，这些都是由非线性原件组成的，在开断过程中，其输入端和输出端都会产生高次谐波。谐波通过输入电源线对公 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=8 \o 点此访问中华电力网 用电网产生影响。虽然单台的谐波电流不大，但由于其总量大，谐波产生的干扰就不可低估。而且由于其点多面广，几乎每个企业都采用，给治理工作带来了难度。 2 谐波治理现状 HYPERLINK \o 点此访问中华电力网 电力供应与供电质量是不可分割的。谐波治理通常采用 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=5 \o 点此访问中华电力网 变电所集中治理和非线性 HYPERLINK /bbs/index.asp?boardid=8 \o 点此访问中华电力网 用电设备处分散治理两种方法。但长期以来，由于用户对谐波的危害认识不足，谐波治理工作往往是供电企业单方努力，用户方谐波一直得不到有效的控制。尽管国家已经明确规定了，谐波治理依据“谁污染，谁治理”的原则。但由于缺乏有效的制约手段，在实际工作中，供电部门往往只