高压并联式混合型电网高次谐波有源滤波装置

文章摘要：5.1 谐波治理和无功补偿方案设计无源5次滤波器一组，安装容量为1500kvar，用于滤去5次谐波电流和补偿所需的基波无功。同时并联高压有源滤波器BHY480/10 1台，用于滤除其他各次谐波电流，而且不输出基波无功，以免无功过补。5.2 装置性能的测量结果和工业投用效果鉴定委员会专家测试组对该套装置进行特性测量的结果如下：①有源滤波装置三相输出补偿容量设计值为480kVA，实测的输出补偿容量达到508.1kVA以上。②有源滤波装置空投时的空投损耗为563.8W，为额定补偿容量的0.12%。③有源滤波装置具有快速反应跟踪补偿特性，动态响应时间小于0.3ms。④变电站5号10kV母线电压总畸变率

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5.1 谐波治理和无功补偿方案

　　设计无源5次滤波器一组，安装容量为1500kvar，用于滤去5次谐波电流和补偿所需的基波无功。同时并联高压有源滤波器BHY480/10 1台，用于滤除其他各次谐波电流，而且不输出基波无功，以免无功过补。

5.2 装置性能的测量结果和工业投用效果

　　鉴定委员会专家测试组对该套装置进行特性测量的结果如下：①有源滤波装置三相输出补偿容量设计值为480kVA，实测的输出补偿容量达到508.1kVA以上。②有源滤波装置空投时的空投损耗为563.8W，为额定补偿容量的0.12%。③有源滤波装置具有快速反应跟踪补偿特性，动态响应时间小于0.3ms。④变电站5号10kV母线电压总畸变率在该套滤波补偿装置投运前的测量值为4.9%～5.9%；在该套装置投入运行后的测量值为1.3%～1.5%。由此可见，10kV母线电压波形得到显著改善，电压波形总畸变率下降为1.5%以下。⑤10kV负荷谐波电流的总补偿率为76.4%。⑥装置投运后系统的功率因数从0.75上升到0.93以上。

　　补偿装置投运前后10kV侧线路电流的频谱分析见图3。补偿装置投运前后10kV侧母线电压的谐波总畸变率变化曲线见图4。

    

图3 补偿装置投运前后10kV侧线路电流的频谱分析

图4 补偿装置投运前后10kV侧母线电压的谐波总畸变率变化

6 结论

　　高压并联式混合型电网高次谐波有源滤波装置是一种可直挂在10kV系统中使用的新型滤波补偿装置。无源滤波设备有滤除谐波的功能和兼顾系统所需的无功补偿，有源滤波设备对系统的高次谐波进行有源补偿，具有高度的自适应性，同时可以抑制因系统参数改变而产生的并联或串联谐振，还可以防止无功过补偿等，是现代企业中对含有各种换流装置的非线性负荷进行电力谐波治理和合理补偿无功的设备。

　　国家电网公司于2004年12月在北京召开了该项目的科技成果鉴定会。鉴定意见认为，该装置是我国首次自主研制并投入工业运行的第一套10kV大容量电网高次谐波有源滤波装置，填补了国内10kV直挂电网的高次谐波有源滤波装置（GAPF）的空白，其主要技术指标达到了当前国际先进水平，具有广阔的应用前景。可以方便地从三相10kV拓展到单相27.5kV的电压等级，为电铁牵引站的谐波治理工程提供高效的补偿装置。

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