金发科技谐波治理方案之欧阳理创编.docx
《金发科技谐波治理方案之欧阳理创编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金发科技谐波治理方案之欧阳理创编.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
金发科技谐波治理方案之欧阳理创编
金发科技有限公司供电系统
时间：
2021.03.05
创作：
欧阳理
谐波治理方案
1、谐波简介
1．1、谐波的基础了解
1.谐波：
是对周期性交流量进行付立叶级数分解，得到的基波频率大于1的整数倍的频率分量，由于谐波的频率是基波频率的整数倍，也常称它为高次谐波。
2.谐波源：
向公网中注入谐波电流或在公网中产生谐波电压的电气设备（分为电流、电压谐波源）
3.产生电流谐波源的主要设备：
非线性用电设备、变压器、发电机、直流调速装置、中频/高频感应电炉、电流型变频器。
4.产生电压谐波源的设备：
交流变频器、UPS/EPS设备
谐波电压的产生电压与电流畸变的关系
对于每个电流谐波In,对应该频率的电源阻抗Zsn
两端存在谐波电压UnUn=Zsn.In
各次谐波畸变Hn=Un/u1（U1:
基波值）
THD（%）=
在各次谐波频率下的电源阻抗为电压出现畸变的基本,如果电源阻抗低,电压畸变就低
综上所述：
产生电流谐波畸变依赖于负载、产生电压谐波畸变依赖于电源，低的电源阻抗利于谐波电流流向电源,但同时电压畸变往往也较低。
高电源阻抗阻止谐波电流流向电源,但电压总畸变往往也较高电源阻抗与总谐波畸变之间的变化是非线性的。
1．2、谐波来源
电力系统本身包含的能产生谐波电流的非线性元件主要是变压器的空载电流，交直流换流站的可控硅控制元件，可控硅控制的电容器、电抗器组等。
但是，电力系统谐波更主要来源是各种非线性负荷用户，如各种整流设备、调节设备、电弧炉、轧钢机以及电气拖动设备。
1．3、谐波的危害
谐波的危害主要表现为：
1、加大线路损耗，使电缆过热，绝缘老化，降低电源效率。
2、使电容器过载发热，加速电容器老化甚至击穿。
3、保护装置的勿动或拒动，导致区域性停电事故。
4、造成电网谐振。
5、影响电动机效率和正常运行，产生震动和噪音，缩短电动机寿命。
6、损坏电网中敏感设备。
7、使电力系统各种测量仪表产生误差。
8、对通讯、电子类设备产生干扰；引起系统故障或失灵。
9、零序谐波导致中性线电流过大，造成中性线发热甚至火灾。
2、现场谐波的测量与分析
2．1、国家标准对谐波的要求
根据中华人民共和国国家标准《电能质量、公用电网谐波》GB/T14549-93中规定公用电网谐波电压（相电压）、电流限值如下：
1）谐波电压限值
公用电网谐波电压（相电压）不应超过下表中规定的允许值。
电网标称电压KV
电压总谐波畸变率%
各次谐波电压含有率：
%
奇数
偶数
0.38
5.0
4.0
2.0
10
4.0
3.2
1.6
2）谐波电流限值
a）公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根值）不应超过下表中规
定的允许值。
b）同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配。
2．2、现场数据测试背景
由于现场安装的PM5350仪表具有测量谐波的功能，所以采用先从仪表上判断出谐波含量较大的回路，再使用专业的谐波测量仪器FLUKE表进行详细测量。
现场选取的谐波测量点如下图所示：
2．3、谐波测试数据
2．3．1、1#进线柜谐波数据测试
1）1#进线三相电流波形
由图可见，1#总线上含有谐波电流，并导致总线上的电流发生畸变。
2）1#进线三相电流谐波柱状图
由图可见，1#总线上包含3次、5次和7次谐波。
3）1#进线三相电流谐波含量详细数据
4）1#进线电压\电流\频率实测值
经分析谐波电流的含量如下：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
526A
578A
553A
总谐波含量
9.4%
10.1%
9.2%
49.44A
58.4A
50.9A
3次谐波含量
4.6%
4.7%
2.0%
24.2A
27A
11.1A
5次谐波含量
2.8%
3.1%
3.0%
14.7A
18.0A
16.6A
现在对1#进线下各回路的谐波含量进行测量和分析。
2．3．2、三台氧化炉变频器动力柜谐波数据测试（数据相似，只测一台）
1）氧化炉变频器动力柜谐波含量柱状图
由图可知，氧化炉回路中含有大量的谐波，其中5次、7次的谐波含量较大。
2）氧化炉变频器动力柜谐波含量详细数据
3）氧化炉变频器动力柜电压\电流\频率实测值
经分析，氧化炉变频器动力柜谐波电流的含量如下：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
25A
34A
30A
总谐波含量
69.5%
70%
77.2%
17.4A
23.8A
23.2A
3次谐波含量
12.4%
9.7%
20.3%
3.1A
3.3A
6.1A
5次谐波含量
50.8%
52.7%
58.4%
12.7A
17.9A
17.5A
7次谐波含量
39.4%
40.3%
39.3%
9.9A
13.8A
11.8A
2．3．3、1D5-3驱动系统配电柜回路谐波数据测试
1）1D5-3回路谐波含量柱状图
由图可知，1D5-3驱动系统配电柜中含有大量的谐波，其中除7次、13次谐波外，各次谐波含量都非常大。
2）1D5-3驱动系统配电柜谐波含量详细数据
3）1D5-3驱动系统配电柜的电压\电流\频率实测值
经分析，1D5-3驱动系统配电柜谐波电流含量如下：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
9A
8A
10A
总谐波含量
141.8%
151.1%
124.6%
12.8A
12.1A
12.5A
3次谐波含量
22.7%
15%
19.7%
2.0A
1.2A
2.0A
5次谐波含量
69.4%
76.5%
60.8%
6.2A
6.1A
6.1A
7次谐波含量
53.6%
70.1%
50.1%
4.8A
5.6A
5.0A
9次谐波含量
19.3%
16.7%
11.6%
1.7A
1.3A
1.16A
11次谐波含量
42.9%
38.7%
35.8%
3.9A
3.1A
3.58A
13次谐波含量
28.4%
38.1%
27.6%
2.6A
3.0A
2.8A
2．3．4、1D7-2高温炭化炉动力柜回路谐波数据测试
1）1D7-2高温炭化炉动力柜回路谐波含量柱状图
由图可知，1D7-2高温炭化炉动力柜回路中含有大量的谐波，其中3次、5次、谐波含量较大。
2）1D7-2高温炭化炉动力柜回路谐波含量详细数据
3）1D7-2高温炭化炉动力柜电压\电流\频率的实测值
经分析，1D7-2高温炭化炉动力柜电流谐波含量如下所示：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
243A
252A
436A
总谐波含量
31.8
33%
10.4%
77.3A
83.2A
45.3A
3次谐波含量
28.2%
29.5%
3.8%
58.5A
74.3A
16.6A
5次谐波含量
9.6%
9.6%
2.2%
23.3A
24.2A
9.6A
7次谐波含量
6.4%
7.2%
1.6%
15.6A
18.1A
2.6A
2．3．5、2#进线柜谐波数据测试
1）2#进线三相电流波形
由图可见，2#总线上含有谐波电流，并导致总线上的电流发生畸变。
2）2#进线三相电流谐波柱状图
由图可见，2#总线上包含5次和7次谐波。
3）2#进线三相电流谐波含量详细数据
3）2#进线电压\电流\频率实测值
经分析，2#进线电流谐波含量如下表所示：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
493A
549A
507A
总谐波含量
16.2%
16.8%
16.7%
79.9A
92.2A
84.7A
3次谐波含量
1.9%
1.8%
1.8%
9.4A
9.9A
9.1A
5次谐波含量
12.2%
12.6%
12.2%
60.1A
69.2A
61.9A
7次谐波含量
9.2%
9.8%
10%
45.4A
53.8A
50.7A
现在对2#进线下各回路的谐波含量进行测量和分析。
2．3．6、2D6-1空压机控制柜回路谐波数据测试
1）2D6-1空压机控制柜回路谐波含量柱状图
由图可知，2D6-1空压机控制柜回路中含有大量的谐波，且各次谐波含量都非常大。
2）2D6-1空压机控制柜回路谐波含量详细数据
3）2D6-1空压机控制柜的电压\电流\频率实测值
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
7A
8A
8A
总谐波含量
126．2%
145.7%
101.9%
8.8A
11.7A
8.2A
3次谐波含量
60.7%
65.7%
47.7%
4.2A
5.3A
3.8A
5次谐波含量
58.9%
67.4%
43.1%
4.1A
5.4A
3.4A
7次谐波含量
52.3%
58.4%
36.7%
3.7A
4.7A
2.9A
9次谐波含量
48.2%
54%
37.5%
3.4A
4.3A
3A
11次谐波含量
39.7%
47%
33.1%
2.8A
3.7A
2.6A
13次谐波含量
28.4%
36.6%
24.9%
2.0A
2.9A
2.0A
15次谐波含量
26.0%
34.1%
24.6%
1.8A
2.7A
2.0A
2．3．7、2D6-2冷却循环系统回路谐波数据测试
1）2D6-2冷却循环系统回路谐波含量柱状图
由图可知，2D6-2冷却循环系统回路中含有的谐波，其中5次、7次谐波含量较大。
2）2D6-2冷却循环系统回路谐波含量详细数据
3）2D6-2冷却循环系统回路的电压\电流\频率实测值
经分析，2D6-2冷却循环系统回路的电流谐波含量如下所示：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
常用负荷电流
87A
89A
89A
总谐波含量
30.3%
30.9%
31.4%
26.4A
27.5A
27.9A
5次谐波含量
24.5%
24.8%
26.0%
21.3A
22.1A
23.1A
7次谐波含量
16.6%
16.9%
15.7%
14.4A
15.0A
14.0A
2．3．8、2D6-5消防泵切换箱回路谐波数据测试
1）2D6-5消防泵切换箱回路谐波含量柱状图
由图可知，2D6-5消防泵切换箱回路中含有大量的谐波，其中5次、7次、11次和13次谐波含量非常大。
2）2D6-5消防泵切换箱回路谐波含量详细数据
3）2D6-5消防泵切换箱回路的电压\电流\频率实测值
经分析，2D6-5消防泵切换箱回路电流谐波的含量如下所示：
A相
B相
C相
A相谐波电流
B相谐波电流
C相谐波电流
三相电流实测值
5A
6A
5A
总谐波含量
129.4%
127.6
升级会员 