对于存在谐波放大和谐振风险的情况,应采取有效的措施进行防范和治理。建议定期对电网进行谐波测试和分析,以便及时发现和解决谐波问题。
一、低压电网中谐波分量的限值
在低压电网中,为了限制谐波源注入电网后可能产生的不良影响,必须将电压和电流的谐波分量控制在允许的范围内。这有助于保护连接在电网中的电气设备免受谐波的干扰。不同电压等级的电网对电压总谐波畸变率的限值有所不同,通常电压等级越高,谐波限制越严格。例如,6~10kV、35~66kV及110kV电网的电压总谐波畸变率分别被规定为4.0%、3.0%和2.0%。此外,对偶次谐波的限制通常比对奇次谐波的限制更为严格。
二、电容回路的谐波放大和谐振
无功补偿装置和滤波装置主要由并联电容器及电抗器组成。在工频条件下,由于电容器的电抗值远大于系统的电感电抗值,因此通常不会发生谐振。然而,在高次谐波条件下,由于感抗XL的增加和容抗XC的减小,可能会发生并联谐振或串联谐振。这种谐振会导致谐波电流显著放大,甚至可能达到几倍或数十倍,对电网及并联电容器和与之串联的电抗器构成严重威胁,并可能导致电容器和电抗器烧毁。据统计,由于谐波导致的电气设备事故中,电容器事故约占40%,电抗器事故约占30%。
三、谐波放大造成电容器损坏的案例分析
某设备部分无功补偿的低压电容器因过热而损坏,这些电容器组接于向不间断电源(UPS)供电的回路上。当投入电容器时,实测得谐波电流值及电压畸变率的数值变化很大,这充分说明了引起电容器过热损坏的原因。为了解决这一问题,可以采取将电容器串联电抗器的措施。加装串联电抗器后,谐波放大和电容器的严重过载问题都得到了满意的解决。实际测量结果表明,谐波电流均在允许值之内,无放大现象,无功补偿和抑制谐波的效果均令人满意。
四、低压无功补偿装置的合理选择
在选择低压无功补偿装置时,关键在于负载的性质和所产生的谐波分量的大小。谐波分量的数值可以通过谐波测试仪测得。对电力负载的性质要特别注意以下三点:负载变化的幅度和频繁程度、负载中是否具有容量较大的谐波源、三相负载的不平衡程度。对于需要快速补偿和抑制谐波的行业,如汽车制造业、冶金行业、造纸行业、电梯及起重设备、大型商住楼以及具有大量变频器和大容量荧光灯照明的场所,通常建议选择具有抑制谐波功能的滤波器成套装置。
总结与建议
综上所述,低压电网中的谐波滤波器对于限制谐波分量、保护电气设备以及提高电网稳定性具有重要意义。在选择和使用谐波滤波器时,应充分考虑负载的性质和所产生的谐波分量的大小,并根据实际情况选择合适的无功补偿装置。