某化工厂10KV整流装置谐波分析及治理方案

制器改为计算机控制器）。

3．1．3　取消高压侧普通并联电容器，因为其对整流装置的导通情况产生影响并对高次谐波电流产生放大作用，其危害太大，需要拆除以消除其影响。

3．2　装设滤波装置

　　滤波装置的装设需要根据整流装置产生的高次谐波次数及高次谐波电流值和无功功率平衡等条件确定。

　　前已述及非特性高次谐波的产生主要是由于整流装置的触发角不同及器件特性有差异引起，治理整流装置消除其差异取得的效果对滤波装置的设置有影响，若基本能消除2、3、4次及以上偶次谐波则滤波装置只需滤除5次及以上的奇次谐波。若2、3、4次及以上偶次谐波仍超过国家标准，则滤波装置需滤除二次及以上高次谐波，高次谐波次数越低对相应的滤波设备要求也愈高，显然这种情况我们不希望出现，因为它将使滤波装置复杂，投资高、损耗大，运行费用也提高。

　　我们认为，经过治理整流设备应该能消除或基本消除偶次谐波及三次谐波，使其注入系统的谐波电流含量在标准允许范围之内，万一达不到这种效果再考虑装设相应的滤波装置。滤波方案按以下条件确定：

　　（1）每套滤波装置装设5、7、11次单通滤波器，单通滤波器选择R－L－C串联的B型滤波器，装设一套13次及以上的高通滤波器，其选择H型滤波器。

　　（2）按改进化工厂一次接线方案即两套整流装置设置一套滤波装置，在化工厂共装置两套滤波装置。

　　（3）暂按不改变变压器一次绕组配置滤波装置，如果改接线实施时再取消5、7次单通滤波器。按目前实测的谐波电流含量设计滤波装置，待治理整流设备后实测谐波电流再调整滤波器参数。

3．3　滤波器设计
3．3．1　设计条件

　　为使滤波器设计合理，既满足滤波要求又尽可能节约投资和降低损耗，需要掌握以下三个条件：

（1）系统阻抗（高频阻抗）及其变化范围

　　需要了解系统在各种运行方式下的阻抗频率变化曲线，或者最不利条件时即最小运行方式下的阻抗频率曲线。工程上对于10kV系统可以等效为感性阻抗，并认为系统高频阻抗始终是感性，本工程中，在最小运行方式下的基波阻抗值为Xx＝0．5（Sj＝100MVA）。

　　n次谐波下的系统谐波阻抗为 　Xnx＝0．5n

（2）谐波源产生的谐波量

　　根据以往多次实测结果综合确定，各套整流装置的谐波电流见表1。由于测量是随机的，具有分散性和不完全性，根据实际情况，在实测结果基础上再考虑一定的余量作为设计参数。

（3）谐波限制标准

　　对谐波的限制以我国现行有关标准为目标值。本工程设计标准略高于国家标准（主要是考虑负荷有可能要发展及留有适当的余度）。

3.3.2 滤波方案确定

　　交流滤波器可以在滤除谐波的同时,提供无功补偿,即滤波器具有滤波和补偿双重作用,确定滤波器容量时根据无功补偿需要确定一定电容量,根据测量结果化工厂目前生产共需要10Mvar无功,计及其安装的并联电容器后共需要13Mvar无功,考虑到本厂目前实际生产能力达不到设计能力,因此每台滤波装置补偿按6Mvar设计,共需要12Mvar。滤波器的总补偿容量确定后，根据支路谐波电压基本相等原则，确定低通滤波器各支路容量和高通滤波器容量。

　　设n次调谐滤波器挂在相电压为UP的接线上，因为是n次调谐，所以有：

　　（谐波电流分析、滤波器计算等过程省略，欢迎索取。对于大多数用户而言，可以不必进行本文中描述的变压器、整流器部分的调整，而直接进行高压滤波器的设计、制作，根据我们的经验已经可以得到满意的补偿、滤波效果；而对于低压整流的用户，则建议直接进行低压滤波器的设计、制作，有好几种成熟方案可供选择。上海以华电气技术在这一专业渊源广泛、业绩出色，积累了丰富的治理案例，工业用户请提供你们的单线图、系统配置、工况描述，我们将为您提供完整的设计、完善的服务。）

3．4　单调谐滤波器与电力系统的谐振

　　对于n次单调谐滤波器，其电感元件Ln与电容元件Cn满足n·ωLn＝1／（nωCn），而对于低于n次的m次谐波，n次单调谐滤波器回路呈容性，在一定条件下，单调谐滤波器与系统可能发生并联或串联谐振，谐振时发生的过电流和过电压将增大损耗，损坏设备，危害非常严重，因此，必须避免单调谐滤波器与系统发生谐振现象。

　　 单调谐与系统发生并联谐振的等效电路见图2。经过分析可以得出结论，对于n次单调谐滤波器为防止发生m次谐波谐振只要使

　　式中：LS-系统等值电感；
　　Ln-n次滤波器等值电感；
　　Cn-n次滤波器等值电容

　　 实际工作中，为防止发生并联谐振，一般采取的措施是使nωLn略大于1／（nωCn）使回路对于n次谐波略呈感性，当然这种措施是以降低滤波效果为代价，因此需要兼顾防止谐波放大和滤波效果，使其都在目标值范围内。

　　 同样，对于n次单调谐滤波器还有与系统发生m次谐波串联谐振的可能性，对于本项目而言基本不存在这种可能性，不再作讨论。