并聯(lián)電容器組是目前電網(wǎng)中普遍用來(lái)補(bǔ)償無(wú)功的裝置，而無(wú)源濾波器通常用來(lái)吸收諧波源產(chǎn)生的諧波電流，并兼顧無(wú)功補(bǔ)償。文中以工程實(shí)例為依據(jù)，用電力系統(tǒng)諧波計(jì)算程序CHP對(duì)補(bǔ)償電容器組串聯(lián)電抗對(duì)無(wú)源濾波器性能的影響進(jìn)行了分析計(jì)算。結(jié)果表明，無(wú)源濾波器與補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行情況下，補(bǔ)償電容器組串聯(lián)電抗率變化時(shí)會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)的阻抗頻率特性和濾波器性能造成的影響也不同。
1.引言
無(wú)源電力濾波器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，被廣泛用于就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，降低供電點(diǎn)的諧波電壓，改善電能質(zhì)量。無(wú)源電力濾波器一般由電容器、電抗器和電阻器組合而成，除起濾波作用之外還兼顧無(wú)功補(bǔ)償。
并聯(lián)補(bǔ)償電容器組是供電系統(tǒng)使用最廣泛的補(bǔ)償裝置，用于提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量和降低電能損耗。并聯(lián)電容器組通常需要加裝串聯(lián)電抗器來(lái)限制高次諧波和合閘涌流。但補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗率（即電抗器感抗與電容器容抗之比）不同，整個(gè)系統(tǒng)的阻抗頻率特性和濾波器性能也不同。本文以某鋼廠的實(shí)際供電系統(tǒng)為例，對(duì)串有不同電抗值的電容器組與無(wú)源LC濾波器并聯(lián)運(yùn)行的幾種組合情況進(jìn)行了仿真計(jì)算，提出了這2種電力裝置并聯(lián)運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意的一些問題。 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2.供電系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)的6kV母線上接有無(wú)功補(bǔ)償電容器組，無(wú)功補(bǔ)償總?cè)萘繛?000kvar。系統(tǒng)的主要諧波源為接在主變6kV側(cè)的不可控整流裝置，其產(chǎn)生的諧波主要是奇次諧波。
為消除諧波源產(chǎn)生的諧波，擬在系統(tǒng)中安裝LC無(wú)源電力濾波器，它由3次、5次、7次單調(diào)諧和11次高通濾波器組成，總?cè)萘繛?900kvar。
3.仿真計(jì)算方法
由于系統(tǒng)接有無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器，補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗對(duì)LC濾波器的性能會(huì)有一定的影響。為合理設(shè)計(jì)LC濾波器，運(yùn)用了加拿大CHP電力系統(tǒng)諧波計(jì)算程序[1]，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了大量的仿真計(jì)算。具體分析計(jì)算方法如下：
計(jì)算方法一：根據(jù)注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，分別取系統(tǒng)6kV母線短路容量為100MVA、150MVA、200MVA、250MVA、300MVA，取濾波器安裝容量6900kvar。對(duì)濾波器與補(bǔ)償電容器的各種不同并聯(lián)運(yùn)行方式，進(jìn)行阻抗頻率特性分析和諧波潮流計(jì)算。
計(jì)算方法二：根據(jù)注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，取系統(tǒng)6kV母線短路容量為200MVA，設(shè)濾波器容量在4500～15000kvar范圍內(nèi)變化，各次濾波器的參數(shù)同時(shí)按比例變化。對(duì)濾波器與補(bǔ)償電容器的各種不同并聯(lián)運(yùn)行方式，進(jìn)行阻抗頻率特性分析和諧波潮流計(jì)算。
在這2種計(jì)算方法中，濾波器與補(bǔ)償電容器的并聯(lián)運(yùn)行方式主要考慮了7種：
A、無(wú)源濾波器組獨(dú)自運(yùn)行；
B、無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行；
C、無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行；
D、無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為0的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行；
E、串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器組獨(dú)自運(yùn)行；
F、串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器組獨(dú)自運(yùn)行；
G、串聯(lián)電抗率為0的補(bǔ)償電容器組獨(dú)自運(yùn)行。
為考慮工程誤差的影響，計(jì)算中按流進(jìn)濾波支路的諧波電流為最大這種不利條件進(jìn)行計(jì)算，濾波器所有支路的電感均按偏調(diào)－3考慮。
4.計(jì)算結(jié)果分析
4.1濾波器運(yùn)行穩(wěn)定性結(jié)果分析
按上述計(jì)算方法，可得到的系統(tǒng)阻抗頻率特性計(jì)算結(jié)果非常多。限于篇幅，本文只給出短路容量為200MVA時(shí)供電系統(tǒng)6kV母線的部分阻抗頻率特性。
通過對(duì)上述2種計(jì)算得到的大量的系統(tǒng)阻抗頻率特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，濾波器的運(yùn)行穩(wěn)定性可以得出以下結(jié)果。
(1)計(jì)算方法一的結(jié)果
1)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)串聯(lián)諧振點(diǎn)影響不大，對(duì)并聯(lián)諧振點(diǎn)影響較大，使并聯(lián)諧振點(diǎn)接近5次、7次和10次諧波點(diǎn)； 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)串聯(lián)諧振點(diǎn)影響不大，但使并聯(lián)諧振點(diǎn)更靠近于10次諧波點(diǎn)；
3)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為0的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)3次、5次、7次串聯(lián)諧振點(diǎn)影響不大，但使11次串聯(lián)諧振點(diǎn)的頻率增大，當(dāng)系統(tǒng)短路容量為200MVA時(shí)，11次串聯(lián)諧振點(diǎn)的頻率增大尤為明顯，對(duì)并聯(lián)諧振點(diǎn)的影響較為明顯，使并聯(lián)諧振點(diǎn)更接近于4次、6次、8次和12次諧波點(diǎn)。
(2)計(jì)算方法二的結(jié)果
1)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6或12或0的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)串聯(lián)諧振點(diǎn)的影響均不大；
2)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯(lián)諧振點(diǎn)接近于3次、5次、7次和10次諧波點(diǎn)；
3)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯(lián)諧振點(diǎn)接近于7次和10次諧波點(diǎn)；
1.引言
無(wú)源電力濾波器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，被廣泛用于就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，降低供電點(diǎn)的諧波電壓，改善電能質(zhì)量。無(wú)源電力濾波器一般由電容器、電抗器和電阻器組合而成，除起濾波作用之外還兼顧無(wú)功補(bǔ)償。
并聯(lián)補(bǔ)償電容器組是供電系統(tǒng)使用最廣泛的補(bǔ)償裝置，用于提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量和降低電能損耗。并聯(lián)電容器組通常需要加裝串聯(lián)電抗器來(lái)限制高次諧波和合閘涌流。但補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗率（即電抗器感抗與電容器容抗之比）不同，整個(gè)系統(tǒng)的阻抗頻率特性和濾波器性能也不同。本文以某鋼廠的實(shí)際供電系統(tǒng)為例，對(duì)串有不同電抗值的電容器組與無(wú)源LC濾波器并聯(lián)運(yùn)行的幾種組合情況進(jìn)行了仿真計(jì)算，提出了這2種電力裝置并聯(lián)運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意的一些問題。 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2.供電系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)的6kV母線上接有無(wú)功補(bǔ)償電容器組，無(wú)功補(bǔ)償總?cè)萘繛?000kvar。系統(tǒng)的主要諧波源為接在主變6kV側(cè)的不可控整流裝置，其產(chǎn)生的諧波主要是奇次諧波。
為消除諧波源產(chǎn)生的諧波，擬在系統(tǒng)中安裝LC無(wú)源電力濾波器，它由3次、5次、7次單調(diào)諧和11次高通濾波器組成，總?cè)萘繛?900kvar。
3.仿真計(jì)算方法
由于系統(tǒng)接有無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器，補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗對(duì)LC濾波器的性能會(huì)有一定的影響。為合理設(shè)計(jì)LC濾波器，運(yùn)用了加拿大CHP電力系統(tǒng)諧波計(jì)算程序[1]，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了大量的仿真計(jì)算。具體分析計(jì)算方法如下：
計(jì)算方法一：根據(jù)注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，分別取系統(tǒng)6kV母線短路容量為100MVA、150MVA、200MVA、250MVA、300MVA，取濾波器安裝容量6900kvar。對(duì)濾波器與補(bǔ)償電容器的各種不同并聯(lián)運(yùn)行方式，進(jìn)行阻抗頻率特性分析和諧波潮流計(jì)算。
計(jì)算方法二：根據(jù)注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，取系統(tǒng)6kV母線短路容量為200MVA，設(shè)濾波器容量在4500～15000kvar范圍內(nèi)變化，各次濾波器的參數(shù)同時(shí)按比例變化。對(duì)濾波器與補(bǔ)償電容器的各種不同并聯(lián)運(yùn)行方式，進(jìn)行阻抗頻率特性分析和諧波潮流計(jì)算。
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在這2種計(jì)算方法中，濾波器與補(bǔ)償電容器的并聯(lián)運(yùn)行方式主要考慮了7種：
A、無(wú)源濾波器組獨(dú)自運(yùn)行；
B、無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行；
C、無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行；
D、無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為0的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行；
E、串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器組獨(dú)自運(yùn)行；
F、串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器組獨(dú)自運(yùn)行；
G、串聯(lián)電抗率為0的補(bǔ)償電容器組獨(dú)自運(yùn)行。
為考慮工程誤差的影響，計(jì)算中按流進(jìn)濾波支路的諧波電流為最大這種不利條件進(jìn)行計(jì)算，濾波器所有支路的電感均按偏調(diào)－3考慮。
4.計(jì)算結(jié)果分析
4.1濾波器運(yùn)行穩(wěn)定性結(jié)果分析
按上述計(jì)算方法，可得到的系統(tǒng)阻抗頻率特性計(jì)算結(jié)果非常多。限于篇幅，本文只給出短路容量為200MVA時(shí)供電系統(tǒng)6kV母線的部分阻抗頻率特性。
通過對(duì)上述2種計(jì)算得到的大量的系統(tǒng)阻抗頻率特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，濾波器的運(yùn)行穩(wěn)定性可以得出以下結(jié)果。
(1)計(jì)算方法一的結(jié)果
1)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)串聯(lián)諧振點(diǎn)影響不大，對(duì)并聯(lián)諧振點(diǎn)影響較大，使并聯(lián)諧振點(diǎn)接近5次、7次和10次諧波點(diǎn)； 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)串聯(lián)諧振點(diǎn)影響不大，但使并聯(lián)諧振點(diǎn)更靠近于10次諧波點(diǎn)；
3)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為0的補(bǔ)償電容器組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)3次、5次、7次串聯(lián)諧振點(diǎn)影響不大，但使11次串聯(lián)諧振點(diǎn)的頻率增大，當(dāng)系統(tǒng)短路容量為200MVA時(shí)，11次串聯(lián)諧振點(diǎn)的頻率增大尤為明顯，對(duì)并聯(lián)諧振點(diǎn)的影響較為明顯，使并聯(lián)諧振點(diǎn)更接近于4次、6次、8次和12次諧波點(diǎn)。
(2)計(jì)算方法二的結(jié)果
1)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6或12或0的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)串聯(lián)諧振點(diǎn)的影響均不大；
2)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯(lián)諧振點(diǎn)接近于3次、5次、7次和10次諧波點(diǎn)；
3)當(dāng)無(wú)源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補(bǔ)償電容器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯(lián)諧振點(diǎn)接近于7次和10次諧波點(diǎn)；
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