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        礦井供電濾波補償系統

        發布日期:2012-10-24 15:25:06 人氣:8 加入收藏 評論:0 標簽:礦井 供電 濾波 補償系統

        描 述:

         電力系統中有非線性(時變或時不變)負載時,即使電源都以工頻50HZ供電,當工頻電壓或電流作用于非線性負載時,就會產生不同于工頻的其它頻率的正弦電壓或電流,這些不同于工頻頻率的正弦電壓或電流,用富氏級數展開,就是人們稱的電力諧波。隨著經濟發展,煤礦企業各種整流設備、交直流換流設備、變頻器和電子電壓調整設備的廣泛應用,大量非線性負荷增加,同時種類繁多的照明器具、娛樂設施和家用電器等普及使用,使得電力系統波形嚴重畸變。

        諧波的危害:

         電力諧波的主要危害有:
        a.引起串聯諧振及并聯諧振,放大諧波,造成危險的過電壓或過電流;
        b.產生諧波損耗,使發、變電和用電設備效率降低;
        c.加速電氣設備絕緣老化,使其容易擊穿,從而縮短它們的使用壽命;
        d.使設備(如電機、繼電保護、自動裝置、測量儀表、電力電子器件、計算機系統、精密儀器等)運轉不正?;虿荒苷_操作;
        e.干擾通訊系統,降低信號的傳輸質量,破壞信號的正確傳遞,甚至損壞通信設備。
         

        諧波的治理:

         諧波治理標準GB/T 14549—93 《電能質量 公用電網諧波》
        該標準對不同電壓等級各次諧波允許注入值都作了具體規定(略),其規定公用電網諧波電壓(相電壓)限值

        2.諧波治理:

         諧波治理就是在諧波源處安裝濾波器,就近吸收諧波源產生的諧波電流,現在廣泛采用的濾波器為無源濾波器,另外有利用時域補償原理的有源濾波器,這種濾波器的優點是能做到適時補償,且不增加電網的容性元件,但造價較高。無源濾波裝置,吸收高次諧波,而所有濾波支路對基波呈現容性,正好滿足無功補償要求,不必另裝并聯電容器補償裝置,這種方法經濟、簡便,國內外廣泛采用。 濾波器的種類。濾波器大致分為以下六種類型,如圖:

        (a)—單調諧波濾波器;(b)—雙調諧濾波器
        (c)—一階高通濾波器;(d)—二階高通濾波器
        (e)—三階高通濾波器;(f)—“c”式高通濾波器

        單調諧濾波器通頻帶窄,濾波效果好,損耗小,調諧容易,是使用最多的一種類型
        雙調諧濾波器可替代兩個單調諧濾波器,只有一個電抗器(L1)承受全部沖擊電壓,但接線復雜,調諧困難,僅在超高壓系統中使用
        一階高通濾波器因基波損耗大,一般不采用。
        二階高通濾波器通頻帶很寬,濾波效果好,既可調諧振點,又可調諧曲線銳度,并可防意外共振與放大,因此也有以二階寬通帶做低次濾波器
        三階高通濾波器一般用電弧爐濾波“C”式高通濾波器,用于電弧爐濾波,對二次諧波特別有效

        補償:

         功率因數是電力系統,特別是電力用戶的一項重要指標,提高用電負荷的功率因數可以使發、變電設備和輸電線路的能力得到充分的發揮,降低備級供電線路和供電變壓器的功率損失、電壓損失、并節約電能

        功率因數低的影響:

         企業中由于大量的電力負荷是感性負荷,因此企業的自然功率因數較低,如不采用人工補償,提高功率因數,將造成如下不良影響:

        a.降低發電機的輸出功率,當發電機需提高無功輸出,低于額定功率因數運行時,將使發電機有功輸出降低
        b.降低了變電、輸電設備的供電能力
        c.使網絡電力損耗增加(網絡中的電能損失與功率因數平方數成反比)
        d.功率因數愈低,線路的電壓降愈大,使得用電設備的運行條件惡化
        e.月均功率因數低于0.9(小型低壓用戶或農業用電為0.8),將受到“電力罰款”
        上述可見,提高功率因數不僅對電力系統,而且對企業經濟運行有著重大意義
         在考慮提高功率因數時,應首先提高企業用電設備的自然功率因數,當采取措施后還達不到供電部門要求時,采用人工補償裝置。一般除在容量較大、經常運行的恒速機械(如水泵、空壓機、鼓風機、電動發電機組等)上采用同步電動機補償外,其它的應安裝并聯電容器進行補償。
        3、并聯電容器補償容量的計算:
        QC = α P30 qc
        QC:需要補償的無功容量,kvar
        P30:全企業有功計算負荷,KW
        α:平均負荷系數,取0.7~0.8
        qc:補償率,kvar/KW 可在有關手則查得,也可按下式計算:

        并聯電容器的裝設地點:

         a.集中補償方式。將高壓電容器集中安裝在總降壓變電所或功率因數較低、負荷較大的配電所高壓母線上。
        b.分散補償。對用電負荷分散和功率因數較低的車間變電所,采用低壓并聯電容器安裝在低壓配電室。
        c.就地補償。對距供電點較遠的大、中容量連續工作制的電動機(如風機、水泵、壓縮機、球磨機等),應采用電動機無功功率就地補償裝置。它不僅提高功率因數,且減少線路損失,減小總電流,提高變壓器負載率有明顯效果。但單機補償容量不宜過大,應保證電動機斷電時不致因自激磁出現過激磁,否則易損壞電動機。就地補償裝置與電動機共用一臺斷路器,同時投切。

        對高次諧波的抑制措施:

         為了減少和避免高次諧波對并聯補償裝置的危害。為減少諧波電流流入電容器和合閘涌流,可串適當的電抗器。其感抗值應在可能產生的任何諧波下,均使電容器回路的總電抗為感抗,從而消除諧振的可能。
          如對6脈沖整流線路,有5次以上諧波,XL=4.5%~6%XC;對有3次諧波的線路XL=(12%~13%)XC。
          為了防止可能出現鐵磁諧振,一般應采用無鐵芯電抗器
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