区域电网谐波分层控制和多谐波源集中治理

考虑以下原则和技术要求：

(1)为了保证电网和设备的安全运行，结合丽水电网实际，采用电压合格优先，谐波合格次之，无功功率平衡最后的控制策略。

(2)在谐波定值的整定上，除了考虑启动值外，还考虑10kV母线并列运行时，一组滤波装置过载时自动投入第二组滤波装置，以免过载运行。同时合理设置滤波装置的返回值，确保在滤波装置退出运行后谐波指标仍能满足国家标准要求。

(3)滤波装置治理多次谐波，在投切顺序上应满足先投低次滤波器支路再投高次滤波器支路。切支路的时候相反，应先切高次滤波器支路再切低次滤波器支路，防止高次谐波对低次谐波的放大。

(4)为了防止综控器的投切振荡，综控器不仅具有电压、谐波、无功检测和分析功能外，还引入了滤波器支路的谐波电流检测分析，用于母线电压谐波控制的返回值控制等等。

5 景宁变谐波治理

5．1 运行现状与负荷特性

景宁县境内分布着大量的中频炉负荷，目前配变容量有13300kVA，近年来由于谐波的影响，曾造成以下这些情况：

(1)10kV流变、压变绝缘多次击穿(共发生1O多次)

(2)电容器不能正常投运

(3)表计指示不准，指示异常

(4)充电机发出告警信号，直流系统震荡。

(5)无功电压综合控制器电压指示不准。

(6)常发35kV交流断线信号。

(7)主变常发出异常声音。

为了实施多谐波源的集中治理及变电所电压、谐波和无功综合控制策略，选择了景宁变电所作为第一个试点，该变电所现有两台主变，1 主变：SFSZ8-31500／110，变比110-4-8×1．25％／

38．5-4-2×2．5％／10．5；2 主变：SSZ9-31500／110，变比110土6×2．5％／37-4-2×2．5％／10．5。所供的负荷主要特点为：丰水期，白天有功负荷输出，无功负荷输入，晚上22：0o至次13 8：00非线性负荷投入，主要为中频炉负荷，有功输入，无功因小水电原因向系统倒送，这一段时间系统谐波严重超标，经谐波测试发现，主要为5次、7次谐波。某13的测试数据汇总如下：当受电功率为17MW时，l 主变10kV侧谐波电流为5次48A，7次25A，11次3．7A，13次3A。35kV母线的电压畸变率为4％ ，超过国家标准限值3％要求33％ ，10kV母线电压畸变率9．17％ ，超过国家标准限值4％要求127％ ，供电质量极差。同时，该变电所的中低压侧均有大量的小水电接人，其潮流变化较大，电压调节、谐波水平的抑制及无功功率的优化的控制策略变得相当复杂，为此，运用了结合丽水地区电力系统而研制和开发的结合电压、谐波、无功于一体的"三十五域图"的综合控制策略于该变电所。

5．2 无功和滤波装置方案

5．2．1 滤波装置设计采用的系统条件

景宁变谐波测试数据。

景宁变正常小方式下，1 10kV正序短路阻抗为0．4364。

景宁变110kV母线系统阻抗角取88度。

景宁变主变参数：

谐波响应计算考虑主变分列运行，10kV母线包括合分两种方式。

非线性负荷的增长极限为10kV侧主变容量满载且均为中频炉负荷。

5．2．2 滤波装置方案

在10kV的I、Ⅱ段母线各设立一组滤波器，每组由两支路组成，分别为5次支路和7次支路。5次支路的滤波电容器容量为3300kvar。7次支路的滤波电容器容量为1800kvar。滤波器组的保护设过电压、低电压、过流、过负荷和开口三角电压保护。另应有5次支路跳闸时联跳同组滤波器7次支路的功能。采用的滤波成套装置每支路包括隔离刀闸、放电 、外熔丝、成套柜、避雷器和电压指示等。

5．2．3 基波无功

滤波器的投切顺序是先投低次滤波器支路再投高次支路。切支路的时候相反，应先切高次支路再切低次支路。根据负荷的情况，利用开关的投切配合，在额定电压下可以有以下基波无功的输出量。

5．3 三种运行方式及运行注意事项

(1)水电大发。有功、无功倒送，这时如果非线性负荷不投，则滤波装置切除。非线性负荷投入，滤波装置投。小水电无功少发或者个别水电厂进网运行。

(2)水电停，非线性负荷全投。则按10kV侧，有功12．72MW，无功5．50Mvar推算，P+ (Q- Qe)=12．72+j2．4，功率因数可以满足要求。

(3)最大谐波量，10kV侧满载，中频炉负荷的无功一般为0．85-0．88，按中频炉cosq~=0．85计，当P=15．75MW 时，Q为9．76Mvar，扣减3130kvar，10kV 侧主变潮流：P +JQ =15．75+． 63，cosq~=o．925．4 工程实效在2002年4月，滤波器投运后进行了实测，1 10kV景宁变10kV母线电压谐波在滤波器各工况下的测试数据见表8。

同时测试了滤波器支路的谐波电流，5次支路和7次支路的谐波电流均达到设计值的70％左右。2002年6月7日主变各侧电压谐波情况如表9至表20所示。

5．4．1 (滤波器投运前)电压谐波情况

在完成滤