电网谐波的危害及抑制技术 - 图文(6)

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放电，极大的直流分量使铁芯深度饱和，电抗减少，激发谐振的同时，大电流往往引起TV过热损坏。接入R0后，对TV高压绕组进行了分压，限制了绕组中的电流，特别是限制了断续弧光接地时的高幅值电流，既改善了TV的伏安特性，有效抑制谐振，又避免了绕组过热损坏。R0的阻值选择以发生单相接地故障时，TV开口绕组电压不低于80V为标准，以保证接地保护动作的灵Ω。国内已有多家公司生产LXQ系列非线性消谐电阻器，低压下呈几百kΩ高电阻，有效抑制谐振起始发展；接地时高压作用下非线性电阻下降，保证接地保护动作的灵敏度，6～10kV系统可取30～50k度。持续长时间的弧光接地短路时，R0热容量难以满足散热要求，可能过热损坏是它的缺点。由于该方案对TV避免大电流损坏的有效性，考虑到本厂35kV系统TV多次在不良天气接地后损坏，拟采用该方案。

现不少厂家对阻尼电阻进行了改进，利用晶闸管的可控通断自动调整阻值，制造了微电脑自动消谐装置。消谐装置能在接地故障时断开电阻，不开启消谐回路，谐振时断时续将开口三角绕组短接，使饱和过电压迅速消除，又避免TV过热损坏。然而，由于户外端子箱的高温密闭环境，从用户反馈的情况来看，微电脑消谐装置运行可靠性往往不高。 3、TV一次侧中性点经零序电压互感器接地，或经消弧线圈接地。

TV一次侧中性点经零序电压互感器接地，或经消弧线圈接地，是一个原理上与该方案相似，但无保护灵敏度下降及电阻器过热损坏缺点的更理想方案，但受现场施工安装条件限制，作为该方案的替代比较。 4、改进送电倒闸操作方式。

对母线合闸充电操作时，事先投入某些线路或变压器等设备，以破坏谐振匹配的条件。或合闸充电前先断开母线TV，相当于断开了谐振电感

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L，待充电正常后再投入。但前者不符合送电倒闸操作中从电源到负荷逐级合闸的原则规定，后者又会短时间失去母线电压监视和接地告警监视。第三种方式是母线充电后立即投入计划送电的线路或变压器等设备，这是尽快消除操作谐振过电压的直接有效的措施，但此时TV已遭受了谐振过电压和过电流危害。上述操作方式实践证明对消除谐振效果很好，但均存在一定局限性，建议在已出现谐振或无法避免谐振时灵活使用。操作中应事先做好事故预想，如出现谐振过电压现象，如TV及母线回路声音异常、电压表指示不正常升高、接地故障告警等应立即采取相应措施，消除谐振。

2.5.4 抑止整流和逆变产生的谐波

1、在变频器前加装电源滤波器

一种成本比较低的方法是在电源侧加装三只680μf 250VAC的电容，（分别接在L-N上）这种方法可使电磁干扰电流降至原来的1/10，效果较明显。

2、变频器的电源电缆采用屏蔽电缆

屏蔽电缆穿铁管并接地，输出电缆也穿铁管并接地，屏蔽层应在接变频器处和电机处两端都接地。

2.5.5 抑止电弧炉运行时的干扰

抑制超高功率电弧率干扰途径来讲有二：一是提高供电电源的电压等级，以提高与电网公共连接点的短路容量，使其对电网和自身的影响在允许范围内：二是采用SVC装置，使其多项指标限制在允许范围内。两种途径相比，途径一是治标的方法，因为电炉对电网和自身影响的各种量值并

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未消除，而是送到更高电压级的电网去扩散，随着电炉不断建设发展，这些量值在电网中增加积累，泛滥成灾，将会形成电网所不能接受的程度，二增加了对广大用户的影响。因此，使用范围越来越小。途径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的各种量值大部分地消除了，故其使用范围越来越大，前途广阔。SVC装置是一种快速调节无功功率的装置，用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿上，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持电弧炉等冲击性负荷连接点的系统水平的恒定。SVC由可控支路和固定（或可变）电容器支路并联而成，主要有四种型式：

（1）可控硅阀控制空芯电抗器型(称TCR型)它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节，它具有反应时间快(5～20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节、能平衡有功、适用范围广、价格便宜等优点。TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛，但这种装置采用了先进的电子和光导纤维技术，对维护人员要专门培训提高维护水平。

（2）可控硅阀控制高阻抗变压器型(TCT型)优点与TCR型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。由于有油，要求一级放火，只宜布置在一层平面或户外，容量在30Mvar以上时价格较贵，而不能得到广泛采用。

（3）可控硅开关控制电容器型(TSC型)分相调节，直接补偿，装置本身不产生谐波，损耗小，但是它是有级调节，综合价格比较高。

（4）自饱和电抗器型(SSR型)维护较简单，运行可靠，过载能力强，响应速度快，降低闪变效果好，但其噪声大，原材料消耗大，补偿不对称电炉负荷自身产生较大谐波电流，无平衡有功负荷能力。

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国际上用于大型炼钢电弧炉的滤波器种类有：各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽频带与三阶宽频带高通滤波器等。 （1）单调谐滤波器

一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好，结构简单，缺点是电能损耗比较大，但随着品质因数的提高而减少，同时又随谐波次数的减少而增加，而电炉正好是低次谐波，主要是2～7次，因此，基波损耗较大。二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时，基波损耗可减少20％～50％，属节能型，滤波效果等效。三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器，但组成复杂些，投资也高些，用于电弧炉系统中，2次滤波器选用三阶滤波器为好，其他次选用二阶单调谐滤波器。 （2）高通（宽频带）滤波器

电网中高次谐波含量较低，同时由于高次谐波遇到的谐波阻抗大(系统阻抗一般是感性的)，因此滤除高次谐波时不采用调谐滤波器，为了降低成本，通常采用高通滤波器滤除谐波，高通滤波器对所有的高次谐波阻抗均较小，可以将某一频率以上的谐波滤除。高通滤波器又称减幅滤波器可分为：一阶高通滤波器、二阶高通滤波器、三阶高通滤波器和C型高通滤波器。

用于大型电炉的滤波器组合最基本的有两类：一是用3～5组单调谐滤波器组成，二是由2～4组单调谐滤波器和一组二阶宽频带滤波器组成。第一类组合对高次谐波滤波效果要差一些，但电能损耗低些；第二类组合对高次数滤波效果好，分工也明确，设计也简单容易些。两者组合各有优缺点，总的发展趋势是在滤波效果好的前提下减少组数，以节省占地和投资，又要尽可能优化组合以节省电能损耗。

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2.6 一种新的谐波抑制方案

（1）三相整流变压器采用Y/△或△/Y，这样联接可以消除3的整数倍的高次谐波，电网中的谐波电流只有5、7、11、13等奇次谐波。 （2）增加整流变压器二次侧的相数。整流变压器二次侧的相数越多，整流波形的脉波数越多，奇数低的谐波被消去的也越多。

（3）装设分流滤波器，分流滤波器是由R、C、L等元件组成的。串联谐振电路一般采取三相星形联接，它往往接在大型整流设备与电网的联接处，见图2-1

图2-1 分流滤波器接线图

（4）装静止无功补偿装置。

上述四种抑制方式尽管对电网的净化起了一定的作用，但它都有很大的局限性，不能对谐波全面管理或仅仅局限在很小的范围之内。这些方式都是被动的，不能随谐波变化而变化。

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