智能化全数字低压滤波补偿装置项目立项初步设计报告

近年来，我国电力工业取得了日新月异飞速发展，不仅装机容量空前增加，输变电设备质量以及电力自动化水平也取得了很大发展。

但与此同时，工业负荷种类与容量发展更快，由此引发新问题逐渐浮出水面。

比如，大量非线性负荷引起电网谐波污染以及由此廷民电力事故时有发生。

应该说，由于现代工业生产规模自动化程度以及对供电可靠性依赖，任何停电事故造成经济损失以及政治影响都是不可忽视。

有资料分析，发达国家以上负荷要通过电力电子装置供电。

目前我国左右负荷经过各类功率变换后供用户使用，随着人们节能意识及环保意识增强，此类负荷在我国将会迅速增加，由此带来谐波污染问题将会更加突出。

三低压电网谐波源及其危害谐波危害电力系统中谐波危害是多方面，概括起来有以下几个方面对供配电线路危害影响线路稳定运行供配电系统中电力线路与电力变压器般采用电磁式继电器感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备安全。

但由于电磁式继承法电顺与感应式继电器在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。

晶体管继电器虽然有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。

这样，谐波将严重威胁供配电系统稳定与安全运行。

影响电网质量电力系统中谐波能使电网电压与电流波形发生畸变。

如民用配电系统中中性线，由于荧光灯调光灯计算机等负载，会产生大量奇次谐波，其中次谐波含量较多，可达三相配电线路中，相线上整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线电流值可能超过相线上电流。

另外，相同频率谐波电压与谐波电流要产生同次谐波有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网容量。

对电力设备危害对电力电容器危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。

对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时损耗功率为无谐波时损耗功率倍对于全膜电容器允许有谐波时损耗功率为无谐波时倍，但如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度作用下绝缘介质会加速老化。

尤其是电容器投入在电压已经畸变电网中时，还可能使电网谐波加剧，即产生谐波扩大现象。

另外，谐波存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化作用，从而缩短电容器使用寿命。

般来说，电压每升高，电容器寿命就要缩短左右。

再者，在谐波严重情况下，还会使电容器鼓肚击穿或爆炸。

对电力变压器危害谐波使变压器铜耗增大，其中包括电阻损耗导体中涡流损耗与导体外部因漏磁通引起杂散损耗都要增加。

谐波还使变压器铁耗增大，这主要表现在铁心中磁滞损耗增加，谐波使电压波形变得越差，则磁滞损耗越大。

同时由于以上两方面损耗增加，因此要减少变压器实际使用容量，或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中谐波含量。

除此之外，谐波还导致变压器噪声增大，变压器振动噪声主要是由于铁心磁致伸缩引起，随着谐波次数增加，振动频率在左右成分使混杂噪声增加，有时还发出金属声。

对电力电缆危害由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体交流电阻增大，使得电缆允许通过电流减小。

另外，电缆电阻系统母线侧及线路感抗与系统串联，提高功率因数用电容器及线路容抗与系统并联，在定数值电感与电容下可能发生谐振。

对用电设备危害对电动机危害谐波对异步电动机影响，主要是增加电动机附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。

尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反转矩，起制动作用，从而减少电动机出力。

另外电动机中谐波电流，当频率接近零件固有频率时还会使电动机产生机械振动，发出很大噪声。

对低压开关设备危害对于配电用断路器来说，全电磁型断路器易受谐波电流影响使铁耗增大而发热，同时由于对电磁铁影响与涡流影响使脱扣困难，且谐波次数越高影响越大热磁型断路器，由于导体集肤次应与铁耗增加而引起发热，使得额定电流降低与脱扣电流降低电子型断路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值电子断路器，额定电流降低得更多。

由此可知，上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。

对于漏电断路器来说，由于谐波汇漏电流作用，可能使断路器异常发热，出现误动作或不动作。

对于电磁接触器来说，谐波电流使磁体部件温升增大，影响接点，线圈温度升高使额定电流降低。

对于热继电器来说，因受谐波电流影响也要使额定电流降低。

在工作中它们都有可能造成误动作。

对弱电系统设备干扰对于计算机网络通信有线电视报警与楼宇自动化等弱电设备，电力系统中谐波通过电磁感应静电感应与传导方式耦合到这些系统中，产生干扰。

其中电感应与静电感应耦合强度与干扰频率成正比，传导则通过公共接地耦合，有大量不平衡电流流入接地极，从而干扰弱电系统。

影响电力测量准确性目前采用电力测验量仪表中有磁电型和感应型，它们受谐波影响较大。

特别是电能表多采用感应型，当谐波较大时将产生计量混乱，测量不准确。

谐波对人体有影响从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转，其频率如果与谐波频率相接近，电网谐波电磁辐射就会直接影响人脑磁场与心磁场。

二谐波产生电网谐波主要来自于个方面是发电源质量不高产生谐波二是输配电系统产生谐波三是用电设备产生谐波。

其中电系统稳定与安全运行。

影响电网质量电力系统中谐波能使电网电压与电流波形发生畸变。

如民用配电系统中中性线，由于荧光灯调光灯计算机等负载，会产生大量奇次谐波，其中次谐波含量较多，可达三相配电线路中，相线上整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线电流值可能超过相线上电流。

另外，相同频率谐波电压与谐波电流要产生同次谐波有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网容量。

对电力设备危害对电力电容器危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。

对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时损耗功率为无谐波时损耗功率倍对于全膜电容器允许有谐波时损耗功率为无谐波时倍，但如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度作用下绝缘介质会加速老化。

尤其是电容器投入在电压已经畸变电网中时，还可能使电网谐波加剧，即产生谐波扩大现象。

另外，谐波存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化作用，从而缩短电容器使用寿命。

般来说，电压每升高，电容器寿命就要缩短左右。

再者，在谐波严重情况下，还会使电容器鼓肚击穿或爆炸。

对电力变压器危害谐波使变压器铜耗增大，其中包括电阻损耗导体中涡流损耗与导体外部因漏磁通引起杂散损耗都要增加。

谐波还使变压器铁耗增大，这主要表现在铁心中磁滞损耗增加，谐波使电压波形变得越差，则磁滞损耗越大。

同时由于以上两方面损耗增加，因此要减少变压器实际使用容量，或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中谐波含量。

除此之外，谐波还导致变压器噪声增大，变压器振动噪声主要是由于铁心磁致伸缩引起，随着谐波次数增加，振动频率在左右成分使混杂噪声增加，有时还发出金属声。

对电力电缆危害由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体交流电阻增大，使得电缆允许通过电流减小。

另外，电缆电阻系统母线侧及线路感抗与系统串联，提高功率因数用电容器及线路容抗与系统并联，在定数值电感与电容下可能发生谐振。

对用电设备危害对电动机危害谐波对异步电动机影响，主要是增加电动机附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。

尤其是负序谐波在电动机中产生负序还在于产品是否符合国情。

在目前我国经济发展阶段，用户需求滤波补偿装置不但是安全有效，更应是经济，要让用户能承担起。

本项目研发时对这些都进行了充分考虑，所以可以说，本项目研发和销售不存在任何市场风险忧虑。

技术风险分析年前，我们就注意国内外低压滤波补偿装置相关资料搜集工作，对其优缺点有了比较详细了解。

同时我公司完成了多项有关动态无功补偿攻关课题，其产品已可靠运行了年多时间。

本项目中有些难点如可调电抗器跟踪滤波补偿控制器解决是有些技术风险，但依靠我公司与天津电气传动设计研究所雄厚技术力量和研发经验，通过项目组成员努力定会解决。

十项目实施工作基础本项目立项首先来自用户迫切要求，目前许多用户上门或通过电话方式咨询我公司滤波补偿装置研发情况，纷纷要求我公司尽早开发出带有滤波功能无功补偿装置。

对智能化全数字低压滤波补偿装置项目，我公司与天津电气传动设计研究所多年来通过消化吸收国外资料，研究开发和现场实践基础上，掌握了其中关键技术，已具备本项目实施条件，有天津电气传动设计研究所国家电控配电设备质量监督检验中心试验条件，能满足本项目要求。

但本项目在实施过程中，尚需新增技术攻关设计开发样机试验和特殊实验检测设备，以确保开发顺利完成及样机可靠性，并为其产业化创造条件。

我公司多年来通过消化吸收国外资料，对智能化全数字低压滤波补偿装置项目，掌握了其中多项关键技术。

相信依靠我公司与天津电气传动设计研究所雄厚技术力量和研发经验，通过项目组成员努力定会顺利完成智能化全数字低压滤波补偿装置项目。

低电子型断路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值电子断路器，额定电流降低得更多。

由此可知，上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。

对于漏电断路器来说，由于谐波汇漏电流作用，可能使断路器异常发热，出现误动作或不动作。

对于电磁接触器来说，谐波电流使磁体部件温升增大，影响接点，线圈温度升高使额定电流降低。

对于热继电器来说，因受谐波电流影响也要使额定电流降低。

在工作中它们都有可能造成误动作。

对弱电系统设备干扰对于计算机网络通信有线电视报警与楼宇自动化等弱电设备，电力系统中谐波通过电磁感应静电感应与传导方式耦合到这些系统中，产生干扰。

其中电感应与静电感应耦合强度与干扰频率成正比，传导则通过公共接地耦合，有大量不平衡电流流入接地极，从而干扰弱电系统。

影响电力测量准确性目前采用电力测验量仪