配電網(wǎng)諧波調(diào)查及諧波網(wǎng)損計算.pdf

1、傳統(tǒng)的配電網(wǎng)被設(shè)計成運行在單一、恒定頻率和固定幅值的電壓水平上，然而非線性和電子開關(guān)型負(fù)荷在配電網(wǎng)中應(yīng)用的增加導(dǎo)致了電壓、電流波形的畸變。配電網(wǎng)中大型的非線性諧波源設(shè)備，如變頻調(diào)速電機，整流器等一直被廣泛關(guān)注，已經(jīng)做過了大量研究。然而單個容量不大，但數(shù)量巨大的小型非線性設(shè)備卻沒有受到應(yīng)有的重視?，F(xiàn)在，我國居民用電占總需求的比例為12％，而美國為36％。我國居民用電還有非常大的增長空間，所以研究低壓用電負(fù)荷和配電網(wǎng)的諧波狀況具有長遠(yuǎn)的意義

2、。 我們對低壓民用負(fù)荷進行了實測調(diào)查，研究了它們對諧波畸變的影響。并對0.4kv配電網(wǎng)進行了測量，實測數(shù)據(jù)表明非線性負(fù)荷是影響諧波畸變和功率因數(shù)的主要因素。同時，還對配電變壓器低壓側(cè)的中性線和相線電流進行了全面調(diào)查。 本文從低壓民用負(fù)荷和現(xiàn)代化辦公樓等配電網(wǎng)的實測數(shù)據(jù)出發(fā)，對諧波引起的各種問題及其對配電網(wǎng)的影響進行了分析研究。多種低壓民用負(fù)荷的諧波調(diào)查表明，低壓民用負(fù)荷會產(chǎn)生大量的諧波和畸變功率，且功率因數(shù)較低，是影響配

3、電網(wǎng)無功含量和功率因數(shù)的主要因素。典型配電網(wǎng)變壓器低壓側(cè)的中性線和相線電流調(diào)查結(jié)果表明，中性線電流中三倍次諧波含量很高，相電流中奇次諧波含量很高。在三相四線制配電網(wǎng)中普遍存在三相不平衡、諧波電流放大、中性線電流過大、網(wǎng)損增加、變壓器出力下降等問題。 同頻諧波電流、電壓產(chǎn)生的諧波功率增大了電網(wǎng)的網(wǎng)損，而了解電網(wǎng)中諧波網(wǎng)損的比例對于電力公司制定節(jié)能降耗的措施具有指導(dǎo)意義。本文比較分析了估算電網(wǎng)諧波網(wǎng)損方法的優(yōu)缺點，并以實際配電網(wǎng)和實

4、測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了計算諧波網(wǎng)損的簡易模型，分析計算了配電網(wǎng)的諧波網(wǎng)損及其所占總網(wǎng)損的比例。 理論分析表明諧波畸變功率是影響功率因數(shù)的一個重要因素，諧波畸變功率本質(zhì)上也是在供用電之間形成的能量往返傳輸。我們在分析計算諧波對功率因數(shù)和無功功率影響的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)諧波在電網(wǎng)中流動不但會增加網(wǎng)損，而且會產(chǎn)生遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)無功功率的畸變功率，嚴(yán)重降低了線路的功率因數(shù)，并且由此產(chǎn)生的損失往往大于傳統(tǒng)無功流動所造成的損失。由此可見，治理諧波對于降

5、低網(wǎng)損、提高功率因數(shù)都具有重要的意義。最后，本文提出諧波存在情況下的無功補償應(yīng)當(dāng)包括基波無功功率的補償和諧波畸變功率的補償兩部分。另外，在綜合考慮諧波現(xiàn)狀、負(fù)荷類型的基礎(chǔ)上，分析了濾波器的特性和不同諧波補償方案的適用情況，對于諧波治理具有借鑒意義。 本文還利用電磁暫態(tài)仿真程序ATP建立了兩類主要的低壓民用負(fù)荷模型，模型的仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)基本吻合。最后搭建了一個簡單的三相四線制系統(tǒng)，仿真分析了低壓民用負(fù)荷的諧波功率及其對配電網(wǎng)的