（电力系统及其自动化专业论文）并联电容器回路谐波放大及电能损耗特性的测试与分析.pdf

郑州大学工学硕士论文 回路的有功损耗主要由电容器和串联电抗器组成，利用实测牛砦变电站数据进行 了有功损耗及有功电量计算，对比现场实抄电量，分析计算电量和实抄电量之间 存在差异的原因。 关键词并联补偿电容器，谐波放大，电能损耗，电能计量 a b s t t a c t a b s t r a c t a l o n gw i t ht h eh a r m o n i c sl o a d si n c r e a s e d t h eh a r m o n i c sp o l l u t i o no f t h ep o w e r s y s t e mi si n c r e a s i n g l ys e r i o u s i ti saf a m i l i a rr e a c t i v e l o a dc o m p e n s a t i o nc o m p e n s a t e w a y t h a ti n s t a l l p a r a l l e l i n g c o n d e n s e ro n1 0 k vb u s h a r m o n i c s b r o u g h t t h e d i s a d v a n t a g e o u s i n f l u e n c eo n p a r a l l e l i n g c o n d e n s e r o nt h eo n eh a n d ，p a r a l l e l i n g c o n d e n s e rm a yc a u s et h eh a r m o n i c se l e c t r i cc u r r e n t e n l a r g e s ，c a u s e i t s o v e r l o a d ， s h o r t e nt h el i f e s p a n ，e v e nd a m a g e m o r es e r i o u si s ，u n d e rt h ec e r t a i nt e r m ，t h a t p a r a l l e l i n g c o n d e n s e rs h a l la r o u s er e s o n a n c ei nw i t hc o m m o nf u n c t i o ni n s y s t e m p a r a m e t e r ，a p p e a r i n g t o d a n g e r o u so v e r - c u r r e n t o r o v e r - v o l t a g e ，e n d a n g e r i n g t h e e q u i p m e n t s a n d s y s t e m n eh a r m o n i c sa n dl o w p o w e r f a c t o ra l s oc a u s e a g g r a n d i z e m e n t o f c a l c u l a t ee r r o r ，m o r ea f f e c te l e c t r i cq u a n t i t yb a l a n c e t h i st h e s i st h e o r ya n a l y z e dh a r m o n i c se n l a r g i n ge f f e c t g a v e dh a r m o n i c sa n a l y s i s e q u i v a l e n te l e c t r i cc i r c u i to f p a r a l l e l i n gc o n d e n s e r ，a n a l y z e dt h ef u n c t i o no f r e a c t o ra n d t h ec h o o s eo fr e a c t a n c er a t e ，t h e o r yc a l c u l a t e dt h ev o l t a g ea n dc u r r e n to f p a r a l l e l i n g c o n d e n s e ra n ds e r i e sr e a c t a n c e h a r m o n i c sa m p l i f i e do f p a r a l l e l i n gc o n d e n s e rr e l a t et o r a t i oo fc o n d e n s e rr e a c t a n c eb r a n c ha n ds y s t e me q u i v a l e n tb r a n c h a f t e ra d d e di ns e r i e s r e a c t a n c e ，i tc a nd e c r e a s eh a r m o n i c sf r e q u e n c ya n d r e d u c ew i d t ho fs e v e r ea m p l i f i e d a r e aw i d t h a n a l y z e dh a r m o n i c ss t a t eo f n i u z a ip o w e rs t a t i o n r e s u l ti n d i c a t et h a tt h e c h i e f a m p l i f y i s5 t ha n d7 t h h a r m o n i c s e v e r yh a r m o n i c sh a v ea s y m m e t r y t l l i st h e s i st h e o r ya n a l y z e da n de x p e r i m e n tr e s e a r c h e dm e a s u r ee r r o ro fi n d u c t i o n w a r - h o u rm e t e rb a s eo nh a r m o n i c s a l o n gw i t ht h ei n c r e a s eo f 矗e q u e n c t h em e t e r m e a s u r ee l r o ra d d ，a n dt h ee r r o ro fi n d u c t i o nw a t t h o u rm e t e rr e l a t et oh a r m o n i c st i m e s a n dh a r m o n i c sp o w e r t e s ti n d i c a t et h a tt h r e e p h a s ea n dt h r e e 1 i n ei n d u c t i o nw a t t - h o u r m e t e rd i dn o tm e a s u r es y m m e t r i cz e r oo r d e rh a r m o n i c s s t u d i e dm e a s u r ee r r o ro ft h ee l e c t r i cm e t e ru n d e rt h el o w p o w e rf a c t o r , p u tf o r w a r d d e c r e a s i n g m e a s u r ee r r o rv i ac h a n g es t a n d a r dc o n n e c to f i n d u c t i o nw a t t - h o u rm e t e r t h e m e t h o di ss i m p l ea n dh i g ha c c u r a c y t l l i st h e s i sd i s c u s sm e a s u r ee r r o ro fe l e c t r o n i cw a t t h o u rm e t e r t h e o r ya n a l y z e d a n de x p e r i m e n tr e s e a r c h e dm e a s u r ee r r o ro fe l e c t r o n i cw a t t h o u rm e t e rb a s e o n h a r m o n i c s t e s ti n d i c a t et h a tt h et e s t i n ge l e c t r o n i cw a t t h o u rm e t e rd i dn o tm e a s u r e5 “ u p w a r dh a r m o n i c s ，a n d i t se l e c t r i ce n e r g yi sc l o s et of u n d a m e n t a l e n e r g y a n d y z e dt h e a c t i v e w a s t a g ec o m p o s i t i o no fp a r a l l e l i n gc o n d e n s e r ，a n dt h e o r y a c c o u n tt h ea c t i v ed i s s i p a t i o n b a s eo l la n a l y z e da c t i v ew a s t a g e o f p a r a l l e l i n gc o n d e n s e r , t h i st e x ta n a l y z e d1 0 k ve l e c t r i cq u a n t i t yb a l a n c eo f n i u z a ia n db a i m i a o p o w e r s t a n t i o n u 1 郑州大学工学硕士论文 t h ea c t i v ed i s s i p a t i o ni n c l u d ec o n d e n s e r w a s t a g ea n d r e a c t o rw a s t a g e u s et h er e a ld a t a , ic a l c u l a t e da c t i v ew a s t a g ea n da c t i v ee l e c t r i cq u a n t i t y c o m p a r et h er e a lc o p ye l e c t r i c q u a n t i t y 、v i t i lt h ec a l c u l a t e de l e c t r i cq u a n t i t y , a n da n a l y z et h er e a s o no f d i f f e r e n e e k e y w o r d s p a r a l l e lc a p a c i t o r ，h a r m o n i ca m p l i f i e d ，e l e c t r i ce n e r g y l o s s ，e l e c t r i ce n e r g y i l l e a s u r e - l v l 绪论 1 1 引言 1 绪论 在变电站1 0 k v 母线装设并联补偿电容器装置是提高功率因数、降低线损的一 个普遍措旆。从理论上来讲，补偿电容器装置作为无功电源，其有功功率损耗很 小。因此，在变电站1 0 k v 电容器分路上一般不装设有功电度表。 郑州供电公司自1 9 9 8 年开始对各分局和工区实行线损分区考核。为实现变电 站的母线电量平衡，对包括补偿电容器在内的各l o k v 分路加装有功电度表。结果 发现一些变电站电容器分路的有功电能表计量异常。 对这一现象进行了现场调查和初步测试： ( 1 ) 对个别电容器分路进行了谐波测量，发现电流、电压波形有比较严重的 畸变。 ( 2 ) 对部分变电站电容器分路的电压、电流和功率因数进行实测，根据测试 数据推算电容器的月耗电量，发现实测推算数据远远大于理论计算结果。 ( 3 ) 个别变电站的电容器分路改用电子式电能表，问题依然存在。 ( 4 ) 有的变电站电容器室设备温升较大。 以上调查和测试结果初步表明，并联补偿电容器回路有功电能表计量异常问 题似乎与补偿电容器分路有功损耗、谐波、电容器有功电量采用常规电度表( 包 括感应式和电子式) 的合理性等方面的问题有关。此问题的确切原因和解决措施 需要进行大量的现场测试、试验和理论分析才能解决。 本课题具有明确和急迫的电力生产实际背景，同时具有一定的理论研究价值。 本课题的研究成果对全电力行业具有普遍意义，而且对补偿电容器装置及其电能 表计的研制和生产具有参考价值。 1 2 研究现状 通过查阅国内外资料，关于本课题的相关研究主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 电力电容器谐波特性分析【1 。i 电容器是一种对谐波极为敏感的电气设 备，其容抗值随频率的变化而变化。谐波的影响可能引起过电流或过电压使绝缘 塑型奎兰三兰堡主堡苎； 遭受损害或使用寿命缩短。近年来，关于电力系统的并联电容器运行的谐波问题 已经发表了不少论文进行分析研究，并且提出了一些措施，以改变电容器装置的 运行，其中如采取不同电抗率的串联电抗器混装，取消串联电抗器和在电容器母 线上安装滤波器等。 并联电容器补偿引起的谐波放大分析l s 。”，在电网中广泛采用了并联电容器 组来改善系统的功率因数和调压。当系统存在谐波时，电容器可能与系统的电感 部分组合，在一定频率下形成串联或并联谐振，对谐波进行严重的放大，形成谐 振过电压或过电流，严重危害电容器本身和附近的电气设备的安全。并联电容器 补偿引起的谐波放大包括谐波电流和谐波电压的放大作用。 ( 2 ) 感应式电能表受谐波影响的研究 z 9 卅】电能计量是考核电力生产各项技 术经济指标的基础。由于感应式电能表具有结构简单、性能稳定、易于调整、维 修方便、成本低、使用寿命长和负载性能好等特点，一直是供电部门的首选电能 计量仪表。但是感应式电能表在设计制造时，只能保证在工频附近很窄的频带范 围内，且在纯正弦波形下才具有最佳的工作性能，其误差补偿都是在工频下进行， 并且还要在工频纯正弦波下检验误差。因此当电网电压和电流的波形畸变时，就 会影响电能表的准确度。目前，探讨谐波对感应式电能表性能影响的研究主要分 两个方面：一方面通过实验来测量电表在各种畸变波形下的电能计量误差；另一 方面建立电能表在畸变波形下的数学模型，从理论上分析在畸变波形下电能表的 响应，并与实际测量结果相比较。 本课题涉及的并联电容器回路电能计量的研究，是一个与补偿电容器装置、 有功电能计量、谐波等问题有关的综合性问题，国内基本上还没有进行针对性的 研究，很有必要进行系统和深入的探讨。 1 3 本文的主要研究内容 本文主要以变电站l o k v 补偿电容器组为实际研究对象，对变电站无功补偿电 容器组在谐波和低功率因数条件下的电能计量问题进行研究，其中包括现场对变 电站l o k v 分路的谐波进行测量和分析，研究补偿电容器装置的有功损耗构成，分 析谐波和低功率因数下感应式电能表误差的影响，电子式电能表误差特性探讨以 及实验室的试验研究等工作。主要工作和成果如下： ( 1 ) 变电站无功补偿电容器谐波问题分析针对变电站无功补偿电容器回路 的谐波问题进行了理论和实测分析。首先对无功补偿电容器回路的谐波问题进行 了理论分析，分析了并联电容器组的谐波放大效应、串联电抗器的作用以及并联 ， i 绪论 电容器组中电容器和串联电抗器的电压电流；然后针对现场实测的牛砦变电站的 数据进行了谐波放大效应和电容器组、串联电抗器的运行状况分析。 ( 2 ) 感应式电能表在谐波和低功率因数下的计量误差分析分析了感应式电 能表的基本结构和工作原理；分析感应式电能表在谐波下的计量误差，着重进行 了感应式电能表的频率特性和谐波下电能计量误差的理论分析和实验室试验；分 析了感应式电能表在低功率因数下的计量误差，提出了降低此种误差的办法。 ( 3 ) 电子式电能表的计量误差分析介绍电子式电能表的基本结构和工作原 理；然后对模拟乘法器型和数字乘法器型两大类电子式电能表的原理、计量误差 和特点进行分析；最后针对谐波对电子式电能表计量的影响进行了理论和实验分 析研究。 ( 4 ) 计及谐波影晌的l o k v 并联电容器回路有功损耗分析了并联补偿电容器 回路有功损耗的基本组成，给出了有功损耗计算的等值电路，在此基础上进行了 并联补偿电容器回路的有功损耗的理论计算；最后对牛砦变电站进行了l o k v 母线 电量平衡分析，并提出了母线电量平衡措施。 郑州大学工学硕士论文 2 1 引言 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 在1 0 k v 母线装设并联电容器组是常见的无功补偿方式。随着谐波负荷的增 加，电力系统的谐波污染日益严重。谐波对无功补偿电容器组的运行带来了不利 的影响。一方面，无功补偿电容器组可能引起谐波电流的放大，这不仅加重系统 谐波污染，而且可能导致电容器谐波过载，缩短寿命，甚至损坏。更为严重的是 在一定条件下，无功补偿电容器组与系统参数共同作用还会造成谐振，出现危险 的过电流或过电压，危及设备和系统运行安全。 郑州市供电公司供电区内电气化铁路负荷和冶炼负荷较重，谐波源较多。为 保证电容器组自身和系统的安全，必须高度重视无功补偿电容器组的运行状况， 分析其谐波环境特征，确定其串联电抗器合理的参数，抑制其谐波放大作用，避 免出现谐波谐振。 本章对变电站无功补偿电容器回路的谐波问题进行了理论和实测分析。首先 对无功补偿电容器回路的谐波问题进行了理论分析，分析了并联电容器组的谐波 放大效应、串联电抗器的作用以及并联电容器组中电容器和串联电抗器的电压电 流；然后针对现场实测的牛砦变电站的数据进行了谐波放大效应和电容器组、串 联电抗器的运行状况分析。 2 2 并联电容器组谐波问题一般分析 2 2 1并联电容器组谐波分析等值电路 电力系统的谐波源主要是谐波电流源，且可以认为是恒流源。图2 1 口所示为 具有谐波电流源和并联电容器组( 带串联电抗器) 的简化系统图，图2 1 b 为其谐 波分析等值电路。图中，谐波源的一次谐波电流为j 。，系统的谐波阻抗为 z 。= + j x 。，并联电容器组支路的谐波阻抗为z 。= + j ( x 。一b ) 。 设系统的基波电抗为x 。，电容器的基波电抗为t ，串联电抗器的基波电抗为 4 一 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 吒，谐波次数为n ，则有 x 口= n x s ，x c i = x c n ，x “= 珊 、l n过 丁7 压 司ij - i c n 口) 简化系统图 6 ) 谐波分析等值电路图 图2 1 并联电容器谐波分析电路图 f i g 2 1 h a r m o n i c a n a l y z i n g c i r c u i td i a g r a m o f p a r a l l e l i n gc o n d e n s e r a ) r e d u c e ds y s t e md i a g r a m b ) e q u i v a l e n td i a g r a mg r a p ho f h a r m o n i ca n a l y s i s 2 2 2 并联电容器组的谐波放大效应 为 设电容器组未加串联电抗器。忽略电阻，则由图2 1 知系统母线。次谐波电压 注入系统的谐波电流为 电容器支路的谐波电流为 设电容器支路与系统等值支路的谐波电抗之比为a ，即 0 5 = - x c n x 。= 一 n x 。 ( 2 1 ) ( 2 2 ) ( 2 3 ) ( 2 4 ) b 一一一 一 k 一一 划剖妊 i外i i“l = ， l l 郑州大学工学硕士论文 则母线谐波电压和支路谐波电流与总谐波电流，。的比值与口有关，即 叫。= 蚓 l = j 毒l i o , 1 = 蚓 孙之叭懒孙压砘盹 注入系统的谐波电流被放大1 倍。 ( 2 5 ) ( 2 6 ) ( 2 7 ) i 1 1 = 2 ，i ：， i ，= 1 ，u n i = 2 x 矿 当a = - l 2 ，即谐波次数n 2 j 等2 时，l 。= 1 ，l l = 2 ， u 。i = x 。，电容器支路的谐波电流被放大1 倍。 当口= 一1 ，即谐波次数h = 1 f = n o 时，系统出现并联谐振，。，l 和u 。都 vx j 训 “ 达到最大值，谐波放大达到最严重的程度。 显然，l 。 o n 6 。在谐波次数处于s n - n 6 范围内，谐波电流放大严重，这 一谐波蒲闱称为严重放大阿 2 2 3 串联电抗器的作用和电抗率选择 设电容器组加有串联电抗器。忽略电阻。记 口= ( x “一x 。) ，b ( 2 8 ) 由图2 1 可以证明，此时的母线谐波电压和支路谐波电流与总谐波电流l 的比值表 达式仍可采用式( 2 5 ) ( 2 7 ) ，只需把其中的口改用式( 2 8 ) 即可。不过此时， 对应于口= 一1 的并联谐振频率次数为 ( 2 9 ) 氏 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 对应于o = 一2 和盘= 一1 2 的谐波次数分别为 ( 2 1 0 ) 铲去 泣 可见，在电容器支路加入串联电抗器后，与未加串联电抗器时相比，n 。和 都有所减小，即加入串联电抗器可以降低并联谐振的谐波次数，缩小严重放大 区的宽度。加入串联电抗器还可以降低电容器投入时的涌流。 在加入串联电抗器的情况下，当a = o ( x 。= x 。) ，即谐波次数n j = 、主时， v x ； 电容器支路发生串联谐振。此时，i 。i = o ，。i 。= 1 ，u 。i 。= 0 ，谐波源的 该次谐波电流完全被电容器支路吸收。 串联电抗器的电抗值常用电抗率，即其基波电抗与电容器基波容抗的比值k 表 示： k = 生1 0 0 ( )( 2 1 2 ) x c 改变串联电抗器绕组的匝数或并联电容器的投入容量都可影响女值。 并联谐振谐波次数和严重放大区的宽度是七和系统基波电抗与电容器基波容 抗之比的二元函数。如而值给定，则产生并联谐振的并联电容器容量q 可用下公 式近似估算： q = ( 一七) s d ( 2 1 3 ) h 式中，s 。为系统母线短路容量。 在设计或运行中，可根据系统最大和最小运行方式利用上式估算q ，避免投 入该数值附近的电容器容量，以避开谐振点。 如系统谐波以5 次、7 次为主，在电容器支路中，应串入6 电抗器；如系统 谐波以3 次为主，则应串入1 2 电抗器：在系统基波电抗与电容器基波容抗之比 较小或5 次谐波含量很小的情况下，可考虑装设2 4 电抗器。需要注意的是， 当针对某主要谐波串入对应的百分数电抗器后，虽然避免了该次谐波的谐振和放 磊 塑型奎兰三兰堡兰三笙苎 大，但可能会造成较低次谐波的谐振或放大。要确定合理的电抗百分数，需要对 系统运行方式、谐波源变化和电容器的投切组数进行全面的分析。 2 2 4 并联电容器和串联电抗器的电压和电流 电窨器夏路的电琏有效值为 r i 一 u = u i 、f ( 珊u ) 2 ( 2 1 4 ) tn = l 式中h r u 谐波电压含有率，h r u = 鲁x 1 0 0 ( ) ( n = 1 , 2 , - - - ) 。 电容器支路的电流有效值为 一 ，。= 训( 艘，n ) 2 ( 2 1 5 ) yn m 式中衄u 谐波电流含有率，h r i 。= 争x 1 0 0 ( 呦 = l ，2 ，) 。 电容器两端的电压有效值为 虬= g e l 、v 屋n - i ( 三l l 删。) 2 ( 2 1 6 ) 电抗器两端的电压有效值为 r = _ 一 u l = u l l j 2 ( n h r i 。) 2 ( 2 1 7 ) - n = l 在最严重的情况下，即假设各次谐波峰值与基波峰值在同时刻出现，则电 容器支路电压的峰值和电流的峰值为 u 。= 2 u 1 珊u 。 ( 2 1 8 ) ，。= 2 l 。瑚l ( 2 1 9 ) 电容器电压的峰值为 吣缸- 喜去舰l 旺z 。， 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 电抗器电压的峰值为 u 。= 劢。棚r ，。 = l 2 2 5 并联补偿电容器组运行限制条件 ( 2 2 1 ) 电容器的运行限制条件电容器的过载能力由其内绝缘的耐热能力、热老化 程度和能承受的电压水平决定。 允许峰值电压条件 u 。1 2 4 2 u “ ( 2 2 2 ) 允许过电流条件 l 1 3 0 ( 2 2 3 ) 更严格的允许过电流条件为 t 1 1 0 ( 2 2 4 ) 电抗器的运行限制条件目前还没有明确的电抗器运行限制条件。电容器投 入时，电抗器承受的电压为其额定电压的l k 倍，因此电抗器具有较强的过电压能 力，一般在运行上没有明确的规定。其允许过电流条件可以下式为参照： i l 1 2 ( 2 2 5 ) 接入电网的谐波放大限制条件并联电容器的谐波放大效应还受到接入电网 的电能质量条件限制。g b t 1 4 5 9 5 9 3 电能质量公用电网谐波中的相关规定如 表2 1 和表2 2 所示。 表2 1 公用电网谐波电压限制值( 相电压) 电髓标称电压电网电压总谐波畸变率 各次谐波电压含有率( ) ( k v )( ) 奇次偶次 0 - 3 854 2 6 、1 043 2 1 6 3 5 、6 632 41 2 1 1 02 l6o8 邦卅l 大学工学硕士论文 表2 2 注入公共连接点的谐波电流允许值 t a b 2 2 a l l o w i n g v a l u eo f h a r m o n i cc u r r e n t 标称基准短 谐波次数及谐波电流允许值( a ) 电压路容量 ( k v )( m v a ) 234567 89l oj l 0 3 81 07 86 23 96 22 64 41 92 l1 62 8 61 0 0 4 3 3 42 l3 41 42 41 11 l85 1 6 1 01 0 02 62 01 32 0851 5 6 4685 1 93 3 52 5 01 51 27 71 25 18 83 84 13l5 6 2 3 牛砦变电站1 0 k v 电容器回路谐波测试 2 3 1 牛砦变电站简况 主接线：1 1 0 k v 主接线为双母带旁母；1 0 k v 主接线为单母三分段带旁母，每 段设置一组并联补偿电容器。主接线简图如图2 2 所示。 主要设备型号与参数： 主变： 1 撑主变z f z 9 4 0 0 0 0 1 1 0 ，电压1 1 0 土8 1 2 5 1 0 5 ，电流2 1 0 ，2 1 9 9 4 ： 2 撑主变z f z 9 4 0 0 0 0 1 1 0 ，电压1 1 0 8 1 2 5 1 0 5 ，电流2 1 0 2 1 9 9 4 ： 3 撑主变s z 9 4 0 0 0 0 1 1 0 ，电压l l o 8 1 2 5 1 0 5 ，电流2 l o 2 1 9 9 4 ： 电容器： 1 捍电容器组j b _ f f l l 3 4 8 0 0 3 w ，额定电流2 5 1 9 a ： 2 撑电容器组丑即1 1 3 4 8 0 0 3 w ，额定电流2 5 2 a ； 3 群电容器组b f m h 。1 1 ，3 3 6 0 0 一l x 3 w ，额定电流1 8 9 a 。 电抗器； 1 拌电抗器c k s 一2 8 8 1 1 ，额定电流2 5 1 9 a ，额定电抗1 5 1q ： 硝电抗器c k s 一3 0 0 1 l ，额定电流2 7 5 a ，额定电抗1 3 3 n ； 3 撑电抗器c j r g z 一1 0 7 2 3 8 1 1 6 ，额定电流1 8 9 a ，额定电抗2 0 2 q 。 一1 0 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 1 1 0 t 北母 南母 i sl 量 l b 聿 隘 rrl - lj - l上- l 享享 ? 0 善 声乒 0 0，攻心点d 丁ttttttttttttttt lli _ ll 弘t 。，( p jl i - j l 户。厂勺。咀厂勺步。 rtt tttt 体俸1i： 俸1 羲bb1：丧j_祷j-l手 图2 2 牛砦变电站接线图 f i g 2 2w i r i n gd i a g r a m o f n i u z a it r a n s f o r m e rs t a t i o n 2 3 2电容器组谐波电压和谐波电流测试结果 测试仪器采用安徽省振兴工贸公司制造的p s 3 型电能质量分析仪。 l # 电容器组( 牛1 9 板) 三相谐波电压和电流( 样本1 ) 的测试结果如附录2 表a 2 1 、表a 2 2 所示，谐波频谱如图2 3 所示。 2 # 电容器组( 牛3 4 板) 三相谐波电压和电流( 样本2 ) 的测试结果如附录2 表a 2 3 、表a 2 4 所示，谐波频谱如图2 4 所示。 3 # 电容器组( 牛4 3 板) 三相谐波电压和电流( 样本3 ) 的测试结果如附录2 表a 2 5 、表a 2 6 所示，谐波频谱如图2 5 所示。 郑州大学工学硕士论文 i g l n ( i 小 | f l d i = & 黜 土1 相电压谐波频谱 f 曲c 啮 删毛3 3 9 6 i l 一 l 弛l n 0 1 i d i 也8 1 1 l1 6 ) 电流谐波频谱 图2 3 牛1 # 电容器组谐波频谱 f i g 2 3f r e q u e n c ys p e c t r u m o f h a r m o n i c w a v e f r o m n i u z a i n o ，1c o n d e n s e r a ) f r e q u e n c ys p e c t r u mo f p h a s ev o l t a g e b ) f r e q u e n c ys p e c t r u mo f e l e c t r i cc u r r e n t - 1 2 * 蚴 洲 懈 呻 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 m 】n ( t 曲“) t 胁i = 1 0 7 9 i 一一 - h r u l l ( u b ) ( 的 t h d l l = l - 7 帆 j i i i _ _ _ - - _ - 一l _ - _ t 皿i = m7 9 * i 一一i- h r u n ( o e ) ( 岫 i k d u = 1 4 8 薯 l i l _ - - _l _ - t 皿i = 1 0 8 2 l l h：i - 口) 相电压谐波频谱b ) 电流谐波频谱 图2 4 牛2 # 电容器组谐波频谱 f i g 2 4f r e q u e n c ys p e c t r u mo f h a r m o n i cw a v ef r o mn i u z a in o 2c o n d e n s e r a ) f r e q u e n c ys p e c t r u mo f p h a s ev o l t a g e b ) f r e q u e n c ys p e c t r u mo f e l e c t r i ce t l l t e n t 一1 3 郑州大学工学硕士论文 t f l o u = l - 0 5 d li _ l i - e r i n ( i 曲 t t r u n 帕b ) “) t t e u = 1 2 8 ：t li i i_ i _ l - 吼h ( ) 嗍 埘d u = o9 鲥1 i h ii l _ i lj 口) 相电压谐波频谱 i t 肋i = 5 “ 。1j i目墨 一一。 一 t 凹i = 7 8 3 ll目 _。 6 ) 电流谐波频谱 ， 图2 5 牛3 群电容器组谐波频谱 f i g 2 5f r e q u e n c ys p e c t r u m o f h a r m o n i cw a v ef r o mn i u z a in o 3c o n d e n s e r a ) f r e q u e n c ys p e c t r t u no f p h a s ev o l t a g eb ) f r e q u e n c ys p e c t n u no f e l e c t r i cc u r r e n t 1 4 脯 仲 堋 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 2 3 3 牛砦变电站1 0 k v 电容器回路谐波测试结果分析 ( 1 ) 1 # 电容器组谐波测试结果分析( 表2 _ 3 表2 7 ) 表2 , 31 # 电容器、电抗器基本参数 t a b 2 3b a s i c p a r a m e t e r o fl # c o n d e n s e ra n dr e a c t o r q o ( k v a r )i o n ( a )u “( k v )x 。( q ) 型式 电容器 4 8 0 02 5 l9 1 1 压 2 5 2 三相密集型 q l ( k v a r )( a )u i n ( k v )x ( q ) 七 电抗器 2 8 82 5 l91 11 5 l 6 表2 , 4l # 电容器过电流条件分析 t a b 2 4o v e r - c u r r e n t a n a l y s i so f 1 # c o n d e n s e r 参数 相丑相c 相 限制条件结论 i d ( a ) 2 4 5 22 4 1 12 4 4 4 运行数据 i c ( a ) 2 4 5 62 4 162 4 4 6 i c m ( a ) 3 7 6 83 7 5 73 6 5 7 有效值比 lc | l c n o 9 7 4 80 9 5 9 00 9 7 0 91 1l r3 合格 屉大峰值比 i m ic n 。 1 0 5 7 8l0 5 4 7l0 2 6 5 1 1 表2 5l # 电容器过电压条件分析 t a b 2 5 o v e r - v o l t a g ea n a l y s i so f1 # c o n d e n s e r 参数a 相口相c 相 限制条件结论 畋l ( k v ) 6 1 7 96 0 7 56 1 5 9 运行数据 u 。( k v ) 6 1 86 0 86 1 6 u 。( k v ) 8 9 18 8 08 8 l 有效值比u c f uc n 0 9 7 3 00 9 5 6 8o 9 6 9 81 3 合格 最大峰值比 u m uc w m 0 9 9 2 40 9 7 9 20 9 8 1 41 2 合格 表2 6l # 电抗器过电流条件分析 t a b 2 6o v e r - c u r r e n t a n a l y s i so fl # r e a c t o r 参数一相占相c 相限制条件结论 工l ( a ) 2 4 5 22 4 1 12 4 4 4 运行数据 l ( a ) 2 4 5 62 4 1 62 4 4 6 _ ( a ) 3 7 6 83 7 5 73 6 5 7 有效值比 il | i l n 0 9 7 4 80 9 5 9 0 0 9 7 0 9l ，2合格 最大峰值比 i h il n m 1 0 5 7 81 0 5 4 71 0 2 6 5 1 1 1 5 郑州大学工学硕士论文 表2 7l # 电抗器过电压条件分析 t a b 2 7 o v e r - v o l t a g ea n a l y s i so f1 # r e a c t o r 参数a 相b 相c 相限制条件结论 u l ( k v ) 0 3 7 00 3 4 603 6 9 运行数据 u l ( k v ) 03 8 203 8 003 7 6 u m ( k v ) 0 7 3 90 7 6 40 6 7 8 有效值比u l f ul n 1 0 0 4 80 9 9 9 l0 9 8 8 0 1 1 最大峰值比 u h | ul 1 3 7 4 51 4 2 0 01 2 6 0 7 1 5 l # 电容器组各项运行参数均满足限制条件要求。 ( 2 ) 2 撑电容器组谐波测试结果分析( 表2 8 表2 1 2 ) 表2 82 # 电容器、电抗器基本参数 t a b 2 8b a s i c p a r a m e t e r o f 2 # c o n d e n s e ra n dr e a c t o r o r ( k v a r )1 0 n ( a )u c ( k v )五( q ) 型式 电容器 4 8 0 02 5 2 1 1 占 2 5 2 三相密集型 骁( k v a r )l t n ( a )u w ( k v )邑( n ) t 电抗器 3 0 02 7 51 01 _ 3 3 6 表2 92 # 电容器过电流条件分析 t a b 2 9o v e r - c u r r e n ta n a l y z eo f 2 # c o n d e n s e r 参数相b 相c 相限制条件结论 i c l ( a ) 1 8 4 81 8 1 21 8 2 9 运行数据 l ( a ) 1 8 591 8 2 ii s 4 o l ( a ) 2 9 8 82 9 0 42 9 8 7 有效值比 l c ic n 0 7 3 7 60 7 2 2 407 3 ) 01 11 3 合格 最大峰值比 l m je m m 0 8 3 8 60 8 1 4 90 8 3 8 1 1 表2 1 0 殚电容器过电压条件分析 t a b 2 1 0 o v e r - v o l t a g ea n a l y z eo f 2 # c o n d e n s e r 参数a 相丑相c 相限制条件结论 u c ，( k v ) 4 6 5 74 5 6 64 6 0 9 运行数据 u 。( k v ) 4 6 5 84 5 6 74 6 1 0 c ，。( k v ) 6 7 6 36 6 1 76 7 1 6 有效值比u c u 0 7 3 3 40 7 1 9 10 7 2 5 9 1 3合格 最大峰值比 u c m u “m 0 7 3 5 00 7 3 6 70 7 4 7 7 1 2合格 - 1 6 2 变电站并联补偿电容器谐波问题分析 表2 1 l2 # 电抗器过电流条件分析 t a b 2 11o v e r - c u r r e n ta n a l y z eo f 2 # r e a c t o r 参数 一相口相c 相限制条件结论 1 “( a ) 1 8 4 81 8 1 2】8 29 运行数据 ，( a ) 1 8 591 8 2 11 8 4 0 j m ( a ) 2 9 8 82 9 0 ，42 9 8 7 有效值比 1 0 l 0 6 7 5 90 6 6 2 00 6 6 8 91 2 合格 最大峰值比 i _ i i m 0 7 6 8 40 7 4 6 70 7 6 8 0 1 表2 1 2 硝电抗器过电压条件分析 t a b 2 1 2 o v e r - v o l t a g ea n a l y z eo f 2 # r e a c t o r 参数a 相占相c 相限制条件结论 u l ( k v ) 0 2 4 60 2 4 10 2 4 3 运行数据 u l ( k v ) 0 2 8 102 7 00 2 7 8 u 工m ( k v ) 0 6 2 90 ，6 0 10 6 3 6 有效值比u l u 0 7 6 8 807 3 7 507 6 0 0 l 屉大峰值比 u _ u l v r a i 2 1 5 41 1 6 2 412 3 0 0 1 3 2 # 电容器组各项运行参数均满足限制条件要求。 ( 3 ) 3 # 电容器组谐波测试结果分析( 表2 1 3 表2 1 7 ) 表2 1 33 # 电容器、电抗器基本参数 t a b 2 1 3 b a s i c p a r a m e t e r o f 3 # c o n d e n s e r a