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1、低压非调谐无源滤波补偿装置的参数设计 O 张欣禹 英博电气( 北京) 有限公司 摘要由于非线性负荷的大量应用，谐波问题是影响电能质量的重要因素。由于容性 设备放大谐波，纯电容的无功补偿装置不适合在谐波场合下运行。串联滤波电抗器的非 调谐无源滤波补偿装置可以实现安全补偿、抑制谐振、适当滤波，已经逐步取代纯电容 补偿装置。本文通过理论分析，提出了此装置的滤波电抗器和电容器的参数设计标准， 并简单介绍了滤波补偿柜的安装要求。 P a r a m e t e rD e s i g nf o rL VD e t u n e dP a s s i v e F i l t e rC o m p e n s
2、a t i o nS y s t e m Z h a n gX i ny u I N - P o w e rE l e c t r i c ( B e i j i n g ) C o ，L t d A b s t r a c t H a r m o n i c s j s t h e m a i O r f a c t o r t o e 仟e c t p o w e r q u a l i t y b e c a u s e o f t h e a p p l i c a t i o n o fn o n l i n e a rI o a d s C a p a c i t i v eI o
3、 a d sw o u l da m p l i f yh a r m o n i c s 。S Oc o n v e n t i o n a Ir e a c t i v e p o w e rc o m p e n s a t i o ns y s t e mc o u l dn o ta p p l i e di n h a r m o n i c sc i r c u m s t a n c e B e c a u s e d e t u n e dp a s s i v ef i l t e rc o m p e n s a t i o ns y s t e mc o u l dc
4、o m p e n s a t es a f e l ya n da v o i d r e s o n a n c e 。i tw o u l ds u b s t i t u t ep u r ec a p a c i t o rc o m p e n s a t i o ns y s t e m T h ep a r a m e t e r d e s i g no ff i l t e rr e a c t o ra n dc a p a c i t o ri nd e t u n e dp a s s i v ef i l t e rc o m p e n s a t i o ns
5、y s t e ma n d i n s t a l l a t i o nr e q u i r e m e n t sa r ep r e s e n t e di nt h i sp a p e r K e yw o r d sd e t u n e dp a s s i v ef i l t e r s a f ec o m p e n s a t i o n 1 电路分析 在功率因数补偿的基础上，考虑谐波的影响，采用串联非调谐电抗器，改变并联电容器与系统阻抗 的谐振点，避免谐振；同时，无源非调谐滤波补偿回路设计为在_ ，1 次谐波频率下呈较小阻抗值，则n 次 谐波电流部分由无源非调谐
6、滤波补偿回路分流，减少流入电网中的谐波电流。 下图为非调谐无源滤波补偿设备安装到低压电网的等效电路图： 在没有电容设备且不考虑输电线路的电容时，电力系统的谐波阻抗z 加可表示为 z 蛐= 氏+ j X 。= 如+ j 以， 式中，心为系统的n 次谐波电阻；X 。为n 次谐波电抗，X 。= n X 。；X 。为工频短路电抗。 由于通常R X 。，故可忽略足。这样串联电抗器之后， 低压非调谐无源滤波补偿装置的参数设计I 一算z L = 面n 丽X L 而- X c I l l ，。 ( 1 ) m 从s + ( 以L X c 仂) 4 k 2 面丽n 而X s J n ( 2 ) k 2 瓦可瓦习
7、万刈n 忆 式中，X 为谐波电抗器的基波电抗。 并联补偿电容器系统的并联谐振点谐波次数 ，I2 ，1 0 = x c ，( x L + X s ) 咒= ，z 0 = x c ( x L + X s ) f 3 、 可得，谐波电抗器的电感量越大，谐振点的谐波次数越低，因此可以通过串联谐波电抗器的电感量大小来 控制并联谐振点的位置。但随着，l 增大，无源非调谐滤波补偿回路的分流作用却逐渐减弱。因此，在设计 的过程中，首先应该考虑有效的避过系统谐振点，同时也要考虑无源非调谐滤波补偿回路有效分流的能力。 当然，对于非调谐滤波补偿而言，谐波的分流能力毕竟有限，几乎薄弱，则对于存在谐波问题的电网环 境中
8、，有必要更具针对性地治理谐波，仍需综合电网安全参数及经济效益，建议采用并联型电力有源滤波器。 2 参数设计 2 1 设计依据 ( 1 ) 无源非调谐滤波补偿回路承受各次谐波电压畸变率设定( C6 1 0 0 0 2 4 ，C l a s sl 6 6 0 V ，6 0 0 0 V ( A C ) ，1 0 s 安全性能：干式电力电容器；每一相有压敏断路和自愈能力 放电电阿放电时间：外接放电电阻模式，放电时间在6 0 8 0 s 保护等级：I P 2 0 环境温度：2 5 D ( D 表示最高温度为+ 5 5 ；年平均最高温度为+ 3 5 ；日平均最高温度为“5 ) 。 允许相对湿度：9 5 允
9、许安装高度：海拔4 0 0 0 m 安装位置：室内 冷却方式：自然冷却或强制冷却 使用寿命：1 3 0 0 0 0 工作小时 浪涌电流：2 0 0 厶 ( 3 ) 电抗器技术要求： 三相铁心调谐( 滤波) 电抗器 冷却方式：空气冷却，自然通风 电抗系数P ：5 5 7 电抗器线性度：1 7 厶 电抗器感值偏差：3 谐波畸变测试：U H 3 = 0 5 ；U H 5 = U H 7 = 0 5 ； 绝缘等级：H 级( F 级) 5 滤波补偿柜体安装注意事项 与传统的纯电容补偿柜相比，由于新增加了电抗器，对柜体的安装有特殊的要求。首先，考虑串联 电抗器后电容器的升压，电容器的参数变化，原来纯补偿的
10、电容器不能继续应用。由于电容器过热老化， 而电抗器是发热的元件，因此必须采取措施将电容器和电抗器隔热。目前采用的模块化结构能够保证通 风，避免电容器过热老化。每个模块包括电容器、 的最大补偿容量达I O O k v 甜，町安装2 个补偿回路 低压非调谐无源滤波补偿装置的参数设计I 3 7 1 滤波电抗器、接触器( 晶闸管) 、熔断器每个模块 结构如下图： 4 5 “ C 时要报警，达到5 5 “ 6 “ 时要切除所有的滤 波补偿单元。避免毁坏电容器。切除电容器操作采用温度监控嚣控制数个中间继电器，由中间继电器的 开关接点分别控制每个电容接触器。 参考文献 【1 】陈永真电容器及其应用北京科学出版社2 0 0 5 2 】王兆安等著谐渡抑制和无功功率补偿北京：机械工业出版社2 0 0 0 作者简介： 张欣禹，( 1 9 7 1 一) ，英博电气( 北京) 有限公司总经理，从事高低压滤波补偿装置的销售与研 发管理。 手机：l3 9 0 1 1 1 9 4 5 6 E - m a i l ：z h a a gx i a y u i n p o w e r l n e t
