高压并联式混合型电网高次谐波有源滤波装置

[10-10 20:39:48]   来源:http://www.88dzw.com  电源电路   阅读:8112

文章摘要:3.6 数字化数据采样测量和控制采用预整形同步采样技术预整形同步采样技术可严格保证谐波测量检测的高准确度,保证输出补偿信号与系统电压严格同步,从而保证了有源滤波器补偿电流的快速响应和准确性。采用锁相环路来控制采样脉冲的定时和速率,是一种比较实用的同步采样方法。为了消除畸变波形对同步采样电路工作的影响,可以在同步信号进入锁相环路之前采用预整形的措施,以保证在锁相环路中进行比较时有较高的定时精度。采用预整形同步采样技术来减少同步采样中的同步误差,可以简便地消除积分均值运算中的截断误差或FFT处理的泄漏效应所造成的误差。它尤其适合于对任何非正弦波形的周期信号的测量和实时处理。其特点是同步源信号的幅度

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3.6 数字化数据采样测量和控制采用预整形同步采样技术

  预整形同步采样技术可严格保证谐波测量检测的高准确度,保证输出补偿信号与系统电压严格同步,从而保证了有源滤波器补偿电流的快速响应和准确性。

  采用锁相环路来控制采样脉冲的定时和速率,是一种比较实用的同步采样方法。为了消除畸变波形对同步采样电路工作的影响,可以在同步信号进入锁相环路之前采用预整形的措施,以保证在锁相环路中进行比较时有较高的定时精度。采用预整形同步采样技术来减少同步采样中的同步误差,可以简便地消除积分均值运算中的截断误差或FFT处理的泄漏效应所造成的误差。它尤其适合于对任何非正弦波形的周期信号的测量和实时处理。其特点是同步源信号的幅度变化允许范围宽,高准确度的定时和同步性能不受信号波形畸变的影响,多种同步信号源可方便地由程序选择等。

3.7 装置软件系统

  装置的软件系统包括运行和调试程序2大部分。运行程序是软件的主体部分,装置的大部分功能是由运行程序来实现的。为便于程序的开发和管理,软件采用模块化方式设计。调试程序主要实现软件及硬件主要功能模块的性能调试和整定值的写入与修改[4]。

3.8 有源滤波器设计过程的电磁兼容性管理

  高压并联式有源滤波器自身结构由交流和直流电力系统、测量、运算和控制等弱电(电子)系统构成。为避免电子系统受到各种干扰,在设计研制过程中,应进行相应的电磁测量和分析,以便对电力系统或电子系统采取措施。

  电磁兼容性的管理主要是围绕构成电磁干扰的三要素(即电磁干扰源、干扰耦合途径和敏感设备)来进行的。其管理的内容包括:①电磁干扰产生的机理,如何抑制电磁骚扰源的发射。②电磁干扰以何种方式和途径耦合(或传导),如何切断电磁干扰的传输途径。③敏感设备对电磁骚扰产生何种影响,如何提高敏感设备的抗干扰能力。高压并联式有源滤波器在运行中,主回路交流接触器的合闸,控制继电器的吸合,IGBT元件的导通和截断等,都会产生不同形式和不同途径的电磁干扰,而测控电子电路回路对这类干扰的呈现最敏感。因此,应根据有关电磁兼容性的标准和规定,合理有效地解决这三要素的问题。

4 滤波补偿装置的仿真运行

  使用电磁暂态程序(ElectroMagnetic Transients Program,EMTP)和PSpice进行数模信号混合仿真,可以评价有源电力滤波器的效率和控制系统的功能。在未进行物理试验的情况下,采用软件,可以对有源电力滤波器的结构进行评价[5]。采用CHP谐波潮流计算程序,可以进行10kV并联式混合型有源滤波器装置仿真运行和安全校核,优化参数和结构。

  分别按照3种不同的安装位置和控制方法来分析有源滤波器和无源滤波器混合结构的补偿效果。对于每一种结构,仅在谐波滤波效果和串、并联谐振抑制方面进行分析。仿真结果表明,使用有源和无源滤波器相结合的谐波补偿装置的优点为:①能有效地补偿负荷在运行过程中所产生的宽范围的频率变化的谐波电流。②能有效地抑制系统可能产生的并联谐振和串联谐振。

  通过分析3种有源和无源滤波器不同的组合结构形式,其仿真结果表明,总谐波电流补偿法和总电流反馈补偿法都具有良好的谐波补偿特性以及抑制系统并联或串联谐振的能力。仿真中还发现,电源电压的谐波分量可能会引起在有源滤波器和无源滤波器之间的电流振荡,这种现象在实际应用中应注意解决。

  仿真结果还表明,有源滤波器使用的注入变压器的接线方式,最好为D,d或者Y,y接线方式。这样,对于负荷的配电变压器的接线方式就不需要作规定,任意形式的接线方式都可取得预想的补偿效果。否则会因为注入变压器引起的补偿电流的相移而损坏了补偿效果,导致谐波电流的增加。   

5 装置的特性和工业运行效果

  该套补偿装置安装在某工业区的一35kV变电站。由上级110kV变电站提供35kV线路主供电。该变电站装有2台分列运行的SZ9-8000/35主变压器。根据当地供电局的长期监测,变电站10kV母线电压总畸变率经常超过国家标准GB/T
14945—1993中规定的谐波电压限值(4%),有时甚至达到5%~7%。该变电站的非线性负荷主要是一些钢管厂的直流轧机和高频感应加热炉。直流轧机和高频感应加热炉的主要特征谐波为5、7、11和13次谐波,此外还有2、3、4、6等次谐波。

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