配電網(wǎng)諧波調(diào)查及諧波網(wǎng)損計(jì)算.pdf

1、傳統(tǒng)的配電網(wǎng)被設(shè)計(jì)成運(yùn)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(kāi)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(jī)，整流器等一直被廣泛關(guān)注，已經(jīng)做過(guò)了大量研究。然而單個(gè)容量不大，但數(shù)量巨大的小型非線性設(shè)備卻沒(méi)有受到應(yīng)有的重視?，F(xiàn)在，我國(guó)居民用電占總需求的比例為12％，而美國(guó)為36％。我國(guó)居民用電還有非常大的增長(zhǎng)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(zhǎng)遠(yuǎn)的意義

2、。 我們對(duì)低壓民用負(fù)荷進(jìn)行了實(shí)測(cè)調(diào)查，研究了它們對(duì)諧波畸變的影響。并對(duì)0.4kv配電網(wǎng)進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)測(cè)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(shí)，還對(duì)配電變壓器低壓側(cè)的中性線和相線電流進(jìn)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)，對(duì)諧波引起的各種問(wèn)題及其對(duì)配電網(wǎng)的影響進(jìn)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(huì)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(wú)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(guò)大、網(wǎng)損增加、變壓器出力下降等問(wèn)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(duì)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(diǎn)，并以實(shí)際配電網(wǎng)和實(shí)

4、測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了計(jì)算諧波網(wǎng)損的簡(jiǎn)易模型，分析計(jì)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(gè)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?cè)诜治鲇?jì)算諧波對(duì)功率因數(shù)和無(wú)功功率影響的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)諧波在電網(wǎng)中流動(dòng)不但會(huì)增加網(wǎng)損，而且會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)無(wú)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(wú)功流動(dòng)所造成的損失。由此可見(jiàn)，治理諧波對(duì)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(wú)功補(bǔ)償應(yīng)當(dāng)包括基波無(wú)功功率的補(bǔ)償和諧波畸變功率的補(bǔ)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(bǔ)償方案的適用情況，對(duì)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合。最后搭建了一個(gè)簡(jiǎn)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(duì)配電網(wǎng)的