1、风电场项目实例分析在内蒙古风电场运行的主变，型号为，具体参数如表。我厂为风电场制造了台主变，其设计参数完全相同，此变压器为我厂针对风电场复杂的谐波环境而设计的，其设计及制造时采取了系列的降噪及抗谐波的措施，出厂试验报告证明其性能参数优良。华北电力大学硕士学位论文表变压器铭牌参数类别铭牌参数型号户外型相数相额定容量额定电压额定电流联接组别冷却方式空载损耗负载损耗自年月开始带电投运到年月，直没有满负荷运行，最高天负荷也只有万，远低于变压器设计的额定容量。但是现场检查发现号主变明显噪声较大，且有异音，在负荷较高时主变温度较高。以最大负荷当天从电能采集系统调出数据，其计算结果如表。表主变月日电量统计设备名称风场线风场线风场线主变高压侧主变低压侧起码止码电量从表中计算可以得出，当天主变变损为，每小时损耗为。按照铭牌参数表得知，主变空载损耗为，负载损耗。

2、器的谐波放大。根据容抗的计算公式可知，电容器的容抗与电路中的频率成反比，谐波次数越高，其容抗就越小，高次谐波下的容抗要比在基波下的容抗小得多，因此，谐波电流的波形畸变要比基波电压的波形畸变大得多，会产生非常明显的谐波电流，因此在谐波影响下，在电容器中会产生额外的电能损耗。谐波电压在电容器中产生额外的电能损耗式中为电容，为介质损耗系数,为次谐波的角频率，为次谐波电压有效值。此外，线路上还有可能与电容器起产生串联或并联谐振，引起过大的谐波电流，超出电容器的承受范围，导致电容器因过流而损坏。设电源为纯感性的，当同母线上接有电容器和谐波源时，当下式成立时就会发生并华北电力大学硕士学位论文联谐振式中为电容器的容量，为系统的短路容量，为谐振频率，为基波频率。在电路中的频率较高时，电容器的阻抗比较小，因此负载电阻相对较小，可以省略不计。在。

3、绝缘损坏。所以大容量超高压变压器，般不采用全星形接线组别，如要采用，则需增加个三角形接线线圈。对于接线组别为接法的自耦变压器，和为三相三柱式时中分析的样，如无其他要求，也可不附加三角形接线线圈。从系统运行角度要求，电压波形尽量接近于正弦波，因此变压器的励磁电流中必须含有三次谐波电流。当流有三次谐波电流的输电线路与通讯线并列且距离很长时，三次谐波电流对通讯线路有严重的干扰作用。设计时要考虑通讯线路尽量远离输电线路，更不要平行架设。采用了具有三角形接线线圈的自耦变压器，亦可起到分流线路三次谐波电流的作用。目前我国所用的全星形变压器全为自耦型，电压比多为。采用全星形接线组别，可便于侧与电网并列运行。由于系统均系中性点直接接地系统，系统的零序阻抗较小，所以自耦变压器的三角形接线线圈对线路三次谐波的分流作用已不是很显著，从而更有可能采用全星形变压器。。

4、户用电设备带来非常严重的危害。在早期的电网中，谐波含量在电力传输线路中的比例很小，基本上是微不足道的，但是随着现代化工业的稳步发展，现代的电力系统中谐波含量不断增大。电网谐波的产生来源主要包括以下三种第就是发电设备在发电过程中就产生谐波；第二是在电力输送过程中产生谐波；第三是在用户用电过程中产生谐波。其中用户在用电过程中产生的谐波是最多的。谐波对整个电力系统造成污染，电力电子设备会产生大量谐波，在这些设备被广泛应用之前，谐波污染还不是很严重，很多国家并没有重视谐波的危害，对谐波及其危害曾经进行过些相对比较简单的研究工作。但是随着最近几十年的发展，各种大量电力电子设备广泛应用在电力系统中，谐波污染逐渐对电网影响越来越大，由谐波引起的各种事故不断发生。等到这个时候，人们才高度重视谐波危害的严重性。总的来说，谐波危害主要表现在以下几个方面电力电容。

5、线组别为星形连接带零相引出的自耦的变压器，由于有中性零相线，三次谐波电流可以流通，这样励磁电流中就含有三次谐波电流成分，从而使相电势和磁通保持正弦波。这与上述在铁芯柱中加个三角形接线线圈的情况样。因此，如无其他要求，具有这几种线圈接线组别的变压器，就可不再附加三角形接线线圈。当铁芯为三相五柱式或三个单相变压器组合式时接线组别为星形连接时，同三相三柱式情况不同的是这种变压器三次谐波磁通有通路，三次谐波磁通没有被削弱，结果在相线圈里感应出三次谐波电势。基波和三次谐波磁通在相线圈里感应出电势，它们分别落后;。把加起来就是线圈电势，可以看出是尖顶波。由于在三相线圈里都是同相位，不出现在线电势里，从次二次线圈来看，线电势均为正弦波形。相电势则不同，如果变压器设计时，铁芯磁通密度取得过高，则饱和程度严重，此时其电压有可能超过正常相电压较大数值，使线圈和。

6、为，总损耗为，而实际运行中的损耗超过铭牌参数。为便于横向比较，调取了风场,主变年月份运行数据，三台主变为相同厂家相同参数，如表所示。表风场,主变年月份运行数据主变主变主变月份月份合计从表中损耗数据可以看出，主变较其他主变损耗月均高出近万。华北电力大学硕士学位论文根据电力变压器运行规程规定，自然循环冷却变压器的顶层油温般不应超过表的规定，自然循环冷却变压器的顶层油温般不宜经常超过。表油浸式变压器顶层油温在额定电压下的般限值冷却介质最高温度最高顶层油温自然循环自冷风冷在负荷最大天时，主变线圈温度最高达到了，油面温度达到，而当时的环境温度在左右。按电力变压器运行规程规定，主变顶层油温已超过规定的限值。为便于横向比较，调取了风场,主变年月份温度数据，如表所示。表风场,主变年月份温度数据主变主变主变月份平均温度注数据均为每日时油面温度。从表中可以看出。

7、此条件下，当式成立时，电路就会发生串联谐振式中为谐振频率，为基波频率，为电容器容量，为负载容量，为变压器阻抗的标幺值。电路在电容器的影响下，谐波电流可以提高两倍以上，特别是在串联或并联谐振时可以达到倍以上。由谐振时产生的过电压和过电流会大大超出电容器的承受极限，产生过热，损坏电容器。增加输电线的损耗，缩短输电线寿命。谐波电流会提高输电线路上的电流有效值，产生了额外的损耗和电压降，导致过热，使高分子材料老化加剧，缩短电力电缆的使用寿命，将使电缆的使用寿命下降平均约六成，严重时造成电缆火灾。增加变压器的损耗。在谐波电压的影响下，会在变压器的线圈中产生附加铜损耗，同时也会在铁芯铁轭夹件油箱等铁磁件处的铁损耗附加铁损耗相应增加。如果变压器中含有三角形接法的线圈，的倍数次的零序电流会在线圈内产生环流，可能会使线圈电流超过额定值，产生过热。通过导磁。

8、波对变压器的不良影响。电力部门和用户应该充分重视电力系统谐波对变压器的影响，采取有效的措施来抑制电网中的谐波，降低能源损耗，以保证电力系统运行的稳定性，其中最重要也是比较普遍的措施就是在电力系统上增加无功及谐波补偿设备。华北电力大学硕士学位论文第章无功及谐波补偿设备的应用分析无功及谐波补偿设备越来越广泛地应用于电网及电力客户端，用于提高电网电压稳定性改善用户电能质量并达到节省能源的目的。当今无功及谐波补偿设备作为灵活柔性交流输电系统的个重要组成部分，大量在电网中应用，其可以看做是个可控的无功电流源，其可以产生大小相等方向相反的无功电流，可以快速地跟随负载无功电流的变化而变化，自动抵销电网系统中的无功电流，对电网无功功率实现动态无功补偿作用。因此，分析无功及谐波补偿设备对电网和变压器的影响是非常有必要的。无功及谐波补偿装置的分类为降低电网中的。

9、材料的磁通量是有限制的，到达最大值后就不会再增加，当负载电流中含有直流分量，易使变压器得铁芯产生磁饱和，从而会大大增加交流励磁电流的谐波分量。谐波会在变压器内部产生涡流损耗和铁芯损耗，使变压器的温升升高，使绝缘材料老化，降低变压器的使用寿命，甚至损坏。对于级和级绝缘材料，般则式中，为在谐波影响下变压器绝缘材料的附加温升，它与谐波含量变压器的容量及其变压器结构有关。华北电力大学硕士学位论文假如，变压器正常使用情况下的绝缘寿命为年，由于谐波引起附加的温升与变压器绝缘寿命的对应关系如下表温升与变压器绝缘寿命的对应表相对温升相对温升造成继电保护误动。当有谐波畸变时，谐波对过电压保护过电流保护等继电器均会起拒动和误动的影响，造成保护装置失灵。谐波能够改变保护继电器的动作特性磁通和相电势接近正弦波形，附加损耗和局部过热的情况也大幅度减少。接。

10、明，谐波使变压器的温升和损耗的增加，导致了变压器基波负载容量下降，并且发热量和噪声明显增加，从而增加电力成本。风电场的谐波环境般都比较恶劣，经过系列的抗谐波的措施，主变抵抗了谐波干扰，使变压器的能够正常稳定运行。而变压器的设计是在正常工频条件下按国标中的要求设计的，也是按此要求进行的试验测量变压器的空载电流谐波含量，经过了系列的抗谐波设计只能在定程度上抵御谐波对变压器的影响，但如果电网含有大量谐波，超出了变压器的承受范围，必然会华北电力大学硕士学位论文对变压器产生不良影响，所以，需要在电网中加入无功补偿及滤波装置来抑制电网中的谐波，用以改善电能质量，保证变压器的正常运行。本章小结综上所述，变压器的制造企业，需要从变压器的制造成本与运行成本之间找到个平衡点，是其成本相对小的前提下，尽量通过结构的改进能够降低谐波损耗，提升其抗谐波的能力，降低谐。

11、无功功率和谐波的含量，现绝大多数现场都会增加无功及谐波补偿设备，用于稳定电网电压改善电能质量。交流无源滤波装置交流无源滤波装置，又被称作滤波器，是利用电感电力电容和电阻等无源元件的组合设计构成的滤波电路。无源滤波器具有结构简单成本低廉运行可靠性较高运行费用较低等优点，迄今为止这种无源滤波器仍是使用最为广泛的，无论是在技术和经济上都更合理的抑制谐波的方法。无源滤波装置常用的接线方式分为调谐滤波器和高通滤波器两种，其中最为普遍也应用广泛的配置是由若干组单调谐滤波器加上组二阶高通滤波器，组成套滤波装置，经过调谐后可以使滤波器对频率的高次谐波电流呈现出低阻抗，从而起到就地吸收谐波电流的作用。交流无源滤波装置参数的设计简便，其配置灵活，接线较简单，调谐容易，因此在用户滤波工程中得到广泛应用。缺点是无源滤波器只能滤除频率范围内的谐波，并且受系统阻抗影响。

12、，主变月份平均温度较高出，较高出。由于当时处于冬春季环境温度较低，变压器仍能正常运行，如按现在的运行情况，到夏季时，变压器油温将会达到左右。这将严重影响变压器的安全运行，将不可避免地采取降负荷的手段运行，造成很大的经济损失，变压器的寿命也将大大缩短。综上所述，的现场数据表现的很好，切正常，仅有主变的噪声大，损耗高，运行温度高温升较大，而在厂内的出厂检验报告中台主变试验数据基本相同且均符合试验要求，变压器本身产品试验合格，经过现场专家判定，变压器质量优越，不存在质量问题，很有可能是由于现场的谐波环境影响了变压器的正常运行。后来，风场在主变投入了种无功补偿设备和无源滤波器的组合，用于无功补偿和滤波，将谐波数据控制到标准范围内之后，所有异常情况消失，数据均恢复到合理范围内，这也印证了之前认为是由于现场的谐波环境影响了变压器的正常运行的判断。由此证。

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