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4.5 供配电!系统谐波及其—防治:
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4《.5.2 Dy型!变压器虽《然并非为抑制—谐波而设计但是【能有效阻《断,3次及?其倍数次谐波电流在!变压器两侧的传【播但其代价是变压器!将承受更严重的温】升、振动和噪声
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《。 应:当注意的《是影响配电变压【器联:结组的?选,择的首要《因素是用电安全【例,如当:Dyn11》联,结,组的变压器高压1】。。0(6?。)kV线路由架空线!路供电时如果高压】侧发:生架空线一相断线】。或跌落式熔断—。器单相熔断则变压器!低压侧有两相—负荷:的电压降为1/【2相电压接在—这两相上的》单相电动机》负荷的起动矩降为其!额,定起动转矩的—1/:4(即Mq》=1/4Meq)这!时可能会因电机【堵转:而大量烧毁》以电机为动力的【电器因此对》由架空线路》供电的或由跌落熔】断器保护的变压器向!住宅:。等单相电机负—荷较多建筑物供电时!不宜选用《Dyn11联结组】而应选用《Yyn0联结—组的变压器或选【用单相变《压器因?为,对Y:yn0?联结组的《变,压器而言当发生上述!故障时其《低压侧接在与—。故障:相关相上的单相电动!机,的轴转矩Mq=【0.75M》eq这时《家用:电器等的单相—电机不?会堵转而烧》毁
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》4.5.4 【谐,波源设备集中布【置便于谐波》治理;谐波源—设备布置在靠近电】源,侧可减少其对—。下游设?备的谐波《骚扰:
4.5!.6 ? 供电线缆截面【放大一?级可以有效降低医】疗设备?电源侧的阻抗有【。利于改善相关线路】的电压波形确保此】类医疗设备的稳【定运:行降低配电变压器】的内阻也是有效措】施之一?。但成本相对》较高
【
4:.5:.,7 一般而言谐】波电压畸《。变取决于电网—的电能质量、负载】在不同条件》下,的特性?也和系统阻抗有关
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!国际电工委员会标】准公共电网》系统中低频传导干】扰和信号兼容水平】I,EC 6100【0-2-2和基本】EMC出版物-【电磁环境的分类IE!C 61000【-2:-5把供配电—系统按谐波骚扰程】度分为“《A、1、2》、X”四级为—适应我国设计人【员的使用《习,惯,本规:。范,采,。用“一、二、三、四!”的分级方法—一级代表谐波骚【。扰最少以此类推【表中一级干》扰采用了工业低【频传导干扰的兼容】水平IEC 610!00-2-4中工】业一类电磁环—。。境的:相应:数据二级谐波—。骚扰:强度即可《完全满足本规范4】.,2.2条的》要求.三级则—基,本,不满足该条的要求】
【 , 分级的定义是】基于统计意义—上的为满足EM【C电磁?兼容要求有必要【控制众多数量功【率,不,大,的设备的谐波电【流发:射,限值并视需》要采取包括滤波在】内的谐波抑制措施
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》 参照低压】开关柜和控制—柜-型式试验和【部分:型式试验装置IE】C 60《43:9-1第7.9【.3节13次以【下各:奇次谐波电压分量最!大为5%《。EMC电磁》兼容原则要求设备】的最低抗扰度限值(!Immunity】 limi》。t):尽,可能高?于设备?的最:。高,发射水平(》Em:。iss?ion? li?mit)以取—得,良好安?全裕度从《系,统控制角度》应限:制总的?发射水?平故在经济合理时总!谐波电压畸变—率宜限制《在5%以下(近似】于本规范中的一【。级骚扰电磁》环境)
】
4.?5.:8 当配电系统的!谐波骚扰强度超【过三级时系统—已不满足《本规范第《4.2?.2条的《要,求
【 考虑谐波影!响时功率因数为
!
【
? 式中P有功!功率;
—
【 S视在!功率:;
《
【 ? : PFdis—p位移功率因数;】
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— 】 PF?dis?。t畸变功率因数
!
?
对于【。无限大?电力系统而》言可以近似地认为其!内阻为零故有—THDu=0于是】。可以得出
—
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》
4?.5.1《1 : 谐:波电流会《导,致变压器温升增加、!出,力降:低必要时《可采用常规》变压器降容使用或采!用按K系数设—计,并制造的变压器【
?
K】系数变压《。器适宜向谐波含量】较高(THD—。i>5%)的—负载供电必须依照这!些负载?进行专门设》计,非正弦负载电流供】电变:压器容量《的确定?。的推荐做法ANSI! C57.11【0-1?986中《提供了当高谐波电】流出现时《变压器内《热效:应的计?算方法此方法算出】一个数值被称—为“K系数”该系】数与:。变压器铁心中涡【流损耗?有,倍数关?。系而涡流又》与引起变压》器发热的谐》波电流有关变压器制!造商通?过这个数据设计变】压器铁?心、绕组及绝缘体】系以使其比标准设计!。的,变压器能耐受更高的!内部热负荷(温升】),简单地说《一个K系数变压器可!以比同类标准设计的!变压器耐受接近K】倍的内?部热负荷《(如K4《。变压器与一个同类】ANSI《标准非谐波额定【变压器?相比在不缩短机【械寿命及变压器【承载:能力的前提下K4】变压器可承受约【四倍于该标准—变压器的内部热负】荷)
《
【 必须注意》的是K系《数仅仅说明变压器】承受内部热负荷的能!力采用K系数—变压器并不》代表配电系》统或其负《荷,的谐:波情况能够有所改善!
【 K系数变【压器有下列特点【
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【 (1)》低于正常的磁通密】度因此可以承受由谐!波电流引起的—过电压;
》
—。 , (2)在一次和!。二次绕组的每—匝线圈上使用—。了电:磁屏蔽从《。而减弱了《较高频率《的谐波;
!
《 ,(3)配置了一条】中性线其规格—是相导体的二倍以解!决3次倍数谐波引】起的中性线》电流增加问题;【
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】(4)绕组》被设计成由多个较小!尺寸的平行导体组成!从,。而,减少了高次谐波下】的集肤效应
!
在【某些:发达国家如果配电】系统的K《系数超过4就—应使用K系数变压器!或者按降容》系数D将普通变压器!的额定出力打折后使!用(也即《选用更大容量的变】压器)
【
4.5.12】 串?联调谐?电抗器配比(电抗】率)的计算方—法
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调谐【频率:。fn处
【
! 式中XL电抗!器基波感抗值;【
:
?
, — 《。X,C电容器基波—容,抗值;
—
:。。
《 n】。谐波次数
!
在确定电!抗,器容量时应使实际】调谐频率《应小于理论调谐频率!(即:希望抑制的谐—波,频率)以《避免发生《系统的局《部谐振还应》考虑一定裕度因为当!。电容:器使用时间较长后】其介质材料退—化从而导《致电容值下》降引起谐《振频:率的升高《表7提?供了电抗器推荐【值,
表【7 电抗器—。推荐值
【
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,
4.5.13 】 ,。谐波电流会导致【电容器承受的端【电,压升高?设计:。师可根据《谐波源设《。备的占比选》择不同耐压水平【。的,电容器
》
表!8为:对各种容《。量变:压器都适用》的选型原则
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》表8 电容器【选,型方:法(:一)
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》
《 当变压器【Sn≤?2MVA时》可按表9《简化处理
!
表9? 电容《器选型方法(二【)
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《
!注Gh连接到有电】容器组?的母线上所有产生】。谐,波源装置(》。静,态变换器、》变频:器,、速度控制》器等)的视》在功率?额,。。。定值的总和应当注意!的是12《脉及以上的整流器、!。已采:取非:常,有效的谐波抑—制措:施的:谐波源设《备等均不《应,计入;
! 】 Ssc电容—器组端的三相短路】容量:(kVA);
!。
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【 Sn—系统中变《压器视在功率额定值!的总和
》
,。
4.5.1】4 一般》而言:不对称控《制可能使非线性【负载:的,。。谐波发射量增加【。
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