电力系统设计应用非线性设备的谐波评估.pdfVIP

-

电力系统应用非线性设备的谐波评估

更新时间:2006-12-28

华北电力科学研究院许遐

摘自电力系统装备杂志

1概述

供电公司有责任向用户提供电压质量合格的电能。而电网和用户使用设备中

的非线性装置产生的谐波都可以引起供电电压发生畸变；直接与电力系统连接的

非线性设备产生的谐波可以引起供电电压畸变；供电系统参数在*些条件下可能

形成系统谐振，也可以引起供电电压发生畸变。为使整个电网电压畸变保持在适

宜的限值*围内，供电公司和用户必须相互协作，各自承当相应的责任和义务，

国家标准GB/T14549-1993?电能质量公用电网谐波?提供了供电公司和用户双

方必须共同遵守的法规。

谐波畸变是电力系统中描述电能质量的众多参数中重要的一种，它直接影响

到供电公司提供的电能质量。执行GB/T14549-1993?电能质量公用电网谐波?

规定的谐波畸变限值是供电公司能够提供并使所有用户都能得到质量合格的电

能的惟一措施。通过对每个用户控制其注入谐波电流限值和控制整个电力系统的

谐振条件，供电公司才能将全网电压畸变率保持在所有用户都可以承受的水平。

1.1谐波电压的监控

GB/T14549-1993?电能质量公用电网谐波?中规定了各个不同电压等级的

电压畸变率限值。其作用在于：一方面用作考核供电公司提供用户电能质量的一

种质量指标；另一方面可用作电网公司和电力用户评估新建输供电工程的设计规

划指标。供电系统谐波电压畸变率是电力系统阻抗和非线性负载注入系统谐波电

.z

-

流的函数，工程实际中很容易被测量，在工程实施中配套设计谐波补偿装置时也

方便评估。如果电压畸变率超过国家标准规定的限值，供电公司和用户就可能要

一起研究系统中设备运行的问题。供电公司需要仔细研究电力系统具体构造参数

及所要采取的补偿措施。而用户在装设配电设备和谐波滤涉及无功补偿装置时，

也必须考虑投用该装置引起的供电系统电压畸变率。谐波滤涉及无功补偿器与配

电设备必须在规定的供电系统电压畸变率限值下平安运行。

1.2谐波电流的监控

供电系统谐波电压是注入系统的谐波电流和系统阻抗的乘积。任何供电系统，

在谐波电压畸变率超过规定的限值之前，只能容许承受注入有限的谐波电流。谐

波电流畸变限值主要是用在供电系统向多个用户供电的公共连接点处，公平地分

配有限的注入供电系统谐波电流允许值的一种措施。GB/T14549-1993中规定的

注入谐波电流允许值考虑了用户之间用电协议容量的相对大小以及用户与所连

供电系统的最小方式下三相短路容量。

在已有的系统中，电流畸变率受系统阻抗影响不显著，主要由负载设备的特

性所确定，在公共连接点处用有效的商用监测装置可方便地检测到。在用户设备

中存在多个产生谐波的负载时，用户注入的谐波电流之和通常要考虑各个谐波负

载之间存在一定程度的抵消作用。因此，在公共连接点处检测到的谐波电流远小

于用户各单个谐波负载的谐波电流代数和。

在设计新的工程或扩建已有的工程时，采用GB/T14549-1993规定的注入

谐波电流允许值指标，对于化解供电公司和用户之间特殊的矛盾是非常有用的。

通过了解用户设备中产生谐波的负载类型，可以预估谐波电流畸变的水平，并在

设计阶段就能决定是否需要采用谐波控制措施。对于新报装用户内部产生的谐波

.z

-

问题，在设计阶段也可以用类似的方法加以评估。在GB/T14549-1993中注入

谐波电流允许值是由谐波电压畸变率的限值导出的，以保证每个用户的非线性设

备向系统注入的谐波电流不会导致系统形成不可承受的谐波电压畸变率，所以采

用注入谐波电流允许值给供电公司和广阔用户提供了共同的可操作性。通过共同

努力，供电公司才有可能实现向所有用户提供质量合格的电能。当然有时候，即

使所有用户负载注入的谐波电流都维持在规定的允许值*围内，系统的电压谐波

畸变率仍可能超过规定的限值。因为用于补偿功率因数和调整电压而安装的电容

器