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串聯(lián)諧振在電力工程中的應(yīng)用
發(fā)布日期：2020-05-18 點擊：25116次
四方國瑞是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評，以打造最具權(quán)威的“串聯(lián)諧振“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。
1 諧振造成的弊端
諧振主要是由稱為諧波源的大功率換流設(shè)備（包括化工電解整流設(shè)備）及其它非線性負(fù)荷產(chǎn)生，諧波源產(chǎn)生的諧振不但危及電網(wǎng)及其它電力用戶而且也會危及自身，因此諧波的治理是十分必要而且有實際經(jīng)濟(jì)效益的。例：某化工廠由郝村站供電，站內(nèi)裝設(shè)三組共10．8Mvar 并聯(lián)電容器，分別串聯(lián)有 4．5%，7%和 12%電抗率的電抗器，分別用于限制五次及以上、四次及以上、三次及以上高次諧波放大并分別對五次諧波、四次諧波、三次諧波形成不完全濾振。投運后電容器出現(xiàn)嚴(yán)重超負(fù)荷，噪音異常，個別電容器投運不久就發(fā)生鼓包現(xiàn)象，而后測試發(fā)現(xiàn)母線諧波電壓和電容器回路諧波電流嚴(yán)重超標(biāo)，為防止設(shè)備進(jìn)一步損壞，將 10．8Mvar 電容器全部退出運行。通過對赫村站進(jìn)一步測試結(jié)果表明，諧波主要是來自某化工廠，不僅諧波含量高而且諧波頻譜范圍大（最低為二次）。經(jīng)過專業(yè)人員對化工廠配電系統(tǒng)的接線，設(shè)備配置，運行情況進(jìn)行多次調(diào)查和測試，基本掌握了情況，并對產(chǎn)生 2 次及以上高次諧波的原因進(jìn)行了分析，制訂了有效的治理方案。
2 如何應(yīng)用串聯(lián)諧振
2.1 選頻
串聯(lián)諧振電路選頻特性在無線電接收機(jī)的調(diào)諧電路中用來選擇信號。接收機(jī)天線接收到各種頻率的信號，它們在串聯(lián)諧振電路中感應(yīng)出相應(yīng)的電動勢。此時改變“可變電容”的值，對所需信號頻率調(diào)整到串聯(lián)諧振狀態(tài)，此時回路的阻抗最小，該頻率的電流最大，在可變電容器的兩端的此種頻率的電壓也最高，而其他頻率的信號由于沒有發(fā)生諧振而被衰減，所以在回路中的電流很小，因此起到了選擇信號和抑制干擾的作用。
2.2 濾波
如果將梯形波或矩形波變?yōu)檎倚盘?，就必須濾除高次諧波，一種簡便的方法就是采用：由梯形波或矩形波利用傅里葉級數(shù)展開后得到無窮多的奇次諧波交流分量，且各次諧波的最大值隨諧波次數(shù)的增加而減小很快，可知，只要把梯形波或矩形波中含最大的三次、五次等諧波濾掉，就可以得到比較標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。均對矩形波中的基次諧波發(fā)生諧振，是說濾波電路從諧振的特性可知，在對某頻率的交流電發(fā)生串聯(lián)諧振時，對該頻率的交流電阻抗最小，而在發(fā)生并聯(lián)諧振時，對該頻率的交流電動機(jī)阻抗最大。
2.3 特點
電壓波形好。串聯(lián)諧振是在接近全諧振狀態(tài)下耐壓的，當(dāng)被試品中絕緣弱點被擊穿時，電路失去了諧振條件，因此短路電流立即下降為試驗電流的數(shù)十分之一，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅。而采用傳統(tǒng)的試驗方法，短路電流將非常大，且試品可能會與試驗變壓器形成串聯(lián)諧振產(chǎn)生相當(dāng)高的過電壓，這兩樣對試品和試驗設(shè)備非常不利。體積小、重量輕，適合于現(xiàn)場使用。由于試驗電源的容量大大降低，重量也相應(yīng)減輕，且省去笨重的調(diào)壓器，這樣便于運輸，現(xiàn)場試驗電源也便于解決。接線方便、操作簡單，電壓和頻率調(diào)節(jié)既連續(xù)可調(diào)，又能粗調(diào)和細(xì)調(diào)，分辨率高且穩(wěn)定性好。
3 10kV 試驗方法及原理
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)容量和電壓等級的不斷增加，對電氣設(shè)備的試驗方法更待改進(jìn)。因為，按照試驗規(guī)程，電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程要求，必須對電氣設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗，就需要一個高電壓源。以往得到高電壓的方法是用一個大變比電壓互感器 進(jìn)行工頻升壓。用這種升壓方式，由于所用設(shè)備體積大而笨重，必須使用吊車進(jìn)行移動和安裝，所以，現(xiàn)場試驗極不方便。而基于串聯(lián)諧振原理設(shè)計的一種新的升壓裝置，不僅很好地解決了試驗設(shè)備笨拙的問題，且較好地完成了電氣設(shè)備中的耐壓試驗。用串聯(lián)諧振升壓裝置對同樣設(shè)備進(jìn)行試驗，只需用節(jié)電感、節(jié)電容及一些小的輔助設(shè)備。試驗時將每組電容并聯(lián)得到，再與電感串聯(lián)，通過積木式相互搭接方法組裝，便可完成試驗項目。該套試驗裝置與大變比電壓互感器的成本非常相近，不到十萬元，然而應(yīng)用串聯(lián)諧振升壓裝置可省去每次試驗中的過多開銷并避免試驗中的困難。所以串聯(lián)諧振升壓裝置具有較好的經(jīng)濟(jì)性和實用價值，已經(jīng)開始在工程試驗中推廣。由于，被試品的參數(shù)會影響原串聯(lián)電路的特性，應(yīng)該分析和考慮Cx 與 C、Co 及 L 的關(guān)系，以使電路發(fā)生諧振，L、C 的調(diào)節(jié)可使電路達(dá)到諧振點。可以看出，串聯(lián)諧振式試驗系統(tǒng)雖然解決了裝置笨拙的缺點，但在測試不同的器件時，需要事先根據(jù)諧振原理計算出 L和 C 的取值。利用串聯(lián)諧振裝置，可方便地進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗，但不同的是，變壓器對地電容較大調(diào)諧時其電容值要計入其中，而對地電容很小，調(diào)諧時只需考慮儀器本身諧振條件。并且變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的參數(shù)特性也有較大區(qū)別，為此，需要準(zhǔn)確地計算和設(shè)計測試系統(tǒng)中所取的 L 和 C 值。
4 總結(jié)
本文就串聯(lián)諧振在 10kV 電力工程中技術(shù)管理應(yīng)用進(jìn)行了簡略分析，配電站需要在濾除諧振的同時提出了一種串聯(lián)諧振注入式。本文提出的串聯(lián)諧振注入式能有效地補償無功功率和抑制諧波電流，可靠性較高、抗干擾能力強(qiáng)，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，是一種具有很大應(yīng)用前景的電力系統(tǒng)綜合補償裝置。
