配電網(wǎng)諧波調查及諧波網(wǎng)損計算.pdf

1、傳統(tǒng)的配電網(wǎng)被設計成運行在單一、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型負荷在配電網(wǎng)中應用的增加導致了電壓、電流波形的畸變。配電網(wǎng)中大型的非線性諧波源設備，如變頻調速電機，整流器等一直被廣泛關注，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備卻沒有受到應有的重視?，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荷和配電網(wǎng)的諧波狀況具有長遠的意義

2、。 我們對低壓民用負荷進行了實測調查，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的中性線和相線電流進行了全面調查。 本文從低壓民用負荷和現(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。多種低壓民用負荷的諧波調查表明，低壓民用負荷會產(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)變壓器低壓側的中性線和相線電流調查結果表明，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，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)生遠大于傳統(tǒng)無功功率的畸變功率，嚴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當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、負荷類型的基礎上，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荷模型，模型的仿真結果與實測數(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荷的諧波功率及其對配電網(wǎng)的