串聯(lián)諧振在電力工程中的應用
發(fā)布時(shí)間:2020-05-18 17:27:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
1 諧振造成的弊端
諧振主要是由稱(chēng)為諧波源的大功率換流設備(包括化工電解整流設備)及其它非線(xiàn)性負荷產(chǎn)生,諧波源產(chǎn)生的諧振不但危及電網(wǎng)及其它電力用戶(hù)而且也會(huì )危及自身,因此諧波的治理是十分必要而且有實(shí)際經(jīng)濟效益的。例:某化工廠(chǎng)由郝村站供電,站內裝設三組共10.8Mvar 并聯(lián)電容器,分別串聯(lián)有 4.5%,7%和 12%電抗率的電抗器,分別用于限制五次及以上、四次及以上、三次及以上高次諧波放大并分別對五次諧波、四次諧波、三次諧波形成不完全濾振。投運后電容器出現嚴重超負荷,噪音異常,個(gè)別電容器投運不久就發(fā)生鼓包現象,而后測試發(fā)現母線(xiàn)諧波電壓和電容器回路諧波電流嚴重超標,為防止設備進(jìn)一步損壞,將 10.8Mvar 電容器全部退出運行。通過(guò)對赫村站進(jìn)一步測試結果表明,諧波主要是來(lái)自某化工廠(chǎng),不僅諧波含量高而且諧波頻譜范圍大(最低為二次)。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員對化工廠(chǎng)配電系統的接線(xiàn),設備配置,運行情況進(jìn)行多次調查和測試,基本掌握了情況,并對產(chǎn)生 2 次及以上高次諧波的原因進(jìn)行了分析,制訂了有效的治理方案。
2 如何應用串聯(lián)諧振
2.1 選頻
串聯(lián)諧振電路選頻特性在無(wú)線(xiàn)電接收機的調諧電路中用來(lái)選擇信號。接收機天線(xiàn)接收到各種頻率的信號,它們在串聯(lián)諧振電路中感應出相應的電動(dòng)勢。此時(shí)改變“可變電容”的值,對所需信號頻率調整到串聯(lián)諧振狀態(tài),此時(shí)回路的阻抗最小,該頻率的電流最大,在可變電容器的兩端的此種頻率的電壓也最高,而其他頻率的信號由于沒(méi)有發(fā)生諧振而被衰減,所以在回路中的電流很小,因此起到了選擇信號和抑制干擾的作用。
2.2 濾波
如果將梯形波或矩形波變?yōu)檎倚盘?,就必須濾除高次諧波,一種簡(jiǎn)便的方法就是采用:由梯形波或矩形波利用傅里葉級數展開(kāi)后得到無(wú)窮多的奇次諧波交流分量,且各次諧波的最大值隨諧波次數的增加而減小很快,可知,只要把梯形波或矩形波中含最大的三次、五次等諧波濾掉,就可以得到比較標準的正弦波。均對矩形波中的基次諧波發(fā)生諧振,是說(shuō)濾波電路從諧振的特性可知,在對某頻率的交流電發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),對該頻率的交流電阻抗最小,而在發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí),對該頻率的交流電動(dòng)機阻抗最大。
2.3 特點(diǎn)
電壓波形好。串聯(lián)諧振是在接近全諧振狀態(tài)下耐壓的,當被試品中絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路失去了諧振條件,因此短路電流立即下降為試驗電流的數十分之一,高電壓也立即消失,電弧即刻熄滅。而采用傳統的試驗方法,短路電流將非常大,且試品可能會(huì )與試驗變壓器形成串聯(lián)諧振產(chǎn)生相當高的過(guò)電壓,這兩樣對試品和試驗設備非常不利。體積小、重量輕,適合于現場(chǎng)使用。由于試驗電源的容量大大降低,重量也相應減輕,且省去笨重的調壓器,這樣便于運輸,現場(chǎng)試驗電源也便于解決。接線(xiàn)方便、操作簡(jiǎn)單,電壓和頻率調節既連續可調,又能粗調和細調,分辨率高且穩定性好。
3 10kV 試驗方法及原理
隨著(zhù)電力系統的不斷發(fā)展,系統容量和電壓等級的不斷增加,對電氣設備的試驗方法更待改進(jìn)。因為,按照試驗規程,電力設備預防性試驗規程要求,必須對電氣設備進(jìn)行交流耐壓試驗,就需要一個(gè)高電壓源。以往得到高電壓的方法是用一個(gè)大變比電壓互感器 進(jìn)行工頻升壓。用這種升壓方式,由于所用設備體積大而笨重,必須使用吊車(chē)進(jìn)行移動(dòng)和安裝,所以,現場(chǎng)試驗極不方便。而基于串聯(lián)諧振原理設計的一種新的升壓裝置,不僅很好地解決了試驗設備笨拙的問(wèn)題,且較好地完成了電氣設備中的耐壓試驗。用串聯(lián)諧振升壓裝置對同樣設備進(jìn)行試驗,只需用節電感、節電容及一些小的輔助設備。試驗時(shí)將每組電容并聯(lián)得到,再與電感串聯(lián),通過(guò)積木式相互搭接方法組裝,便可完成試驗項目。該套試驗裝置與大變比電壓互感器的成本非常相近,不到十萬(wàn)元,然而應用串聯(lián)諧振升壓裝置可省去每次試驗中的過(guò)多開(kāi)銷(xiāo)并避免試驗中的困難。所以串聯(lián)諧振升壓裝置具有較好的經(jīng)濟性和實(shí)用價(jià)值,已經(jīng)開(kāi)始在工程試驗中推廣。由于,被試品的參數會(huì )影響原串聯(lián)電路的特性,應該分析和考慮Cx 與 C、Co 及 L 的關(guān)系,以使電路發(fā)生諧振,L、C 的調節可使電路達到諧振點(diǎn)??梢钥闯?,串聯(lián)諧振式試驗系統雖然解決了裝置笨拙的缺點(diǎn),但在測試不同的器件時(shí),需要事先根據諧振原理計算出 L和 C 的取值。利用串聯(lián)諧振裝置,可方便地進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗,但不同的是,變壓器對地電容較大調諧時(shí)其電容值要計入其中,而對地電容很小,調諧時(shí)只需考慮儀器本身諧振條件。并且變壓器一次側和二次側的參數特性也有較大區別,為此,需要準確地計算和設計測試系統中所取的 L 和 C 值。
4 總結
本文就串聯(lián)諧振在 10kV 電力工程中技術(shù)管理應用進(jìn)行了簡(jiǎn)略分析,配電站需要在濾除諧振的同時(shí)提出了一種串聯(lián)諧振注入式。本文提出的串聯(lián)諧振注入式能有效地補償無(wú)功功率和抑制諧波電流,可靠性較高、抗干擾能力強,而且具有良好的經(jīng)濟和社會(huì )效益,是一種具有很大應用前景的電力系統綜合補償裝置。
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