对电力谐波的影响及消除的简单探讨

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对电力谐波的影响及消除的简单探讨

杨丽霞,尹　侠

(内蒙古达拉特发电厂,内蒙古达拉特旗　014300)

　　摘　要:电网中电力谐波的存在会带来很多危害,它们影响电气装置和电子器件的正常工作。所谓谐波,是指通过对周期性电压或电流的傅立叶分解,所得到的频率为基波整数倍分量的含有量,称为谐波。

关键词:补偿电容;谐波;谐振;谐波源;谐波治理

　　中图分类号:TM864　　文献标识码:A　　文章编号:1006—7981(2011)02—0041—02　　随着科学技术的进步,许多新的电气装置和电子产品不断涌现,这些在促进工农业生产和给人们的日常生活带来便利的同时,也造成了一些负影[1]

响,因为这些电气装置和电子产品很多都含有半导体开关器件,所以从本质上讲是非线性负载。这一事实使得电网电压及电流将发生畸变,不再是严格的正弦波。这会产生大量的电力谐波,这不仅会使电损耗增大,还会带来各种各样的危害和影响。1　谐波的危害

由于电网主要是按基波设计的,由于LC元件的存在,虽然在基波时不会发生谐振,但在某个特定

[2]

谐波时却可能引起谐振,可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍,电网谐振引起设备过电压,产生谐波中蒸汽洗完井后,液量变化都不大,如果是在高液量

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的井中5m-7m的水就更显得微乎其微了,总体说来蒸汽洗井对油井液量的影响不大。4.2　含水恢复时间的变化

普通泵车洗井用水量较多,一般在5-7天才可以降到正常含水,而蒸汽热洗用水量较少,因此对油井含水影响小,时间较短,其大部分油井头两天含水略微升高,第三天基本可以降到正常,也就是说洗后影响含水变化时间一般在2天左右。4.3　油井回压的变化

在蒸汽热洗的油井中回压比洗前降低或保持水平,商13-62和商13-171井最为典型,当天即可点炉子升温。由此可以看出,升温对降低管线回压起这很重要的作用,所以冬季管理好单井升温工作至关重要,但对于因为原油粘度过大而导致的回压高的井效果不大,如商79-X2井。5　蒸汽热洗的问题及建议5.1　蒸汽洗井温度高、对上部管柱加热集中、加热时间长的特点决定了它清蜡效果比较好,适用于易结蜡油井的清蜡工作,但其排量小、杂质携带能力小的特点又决定了它不适合结蜡严重井、泵漏井的维

󰀁过流,对设备造成危害。特别是对电容器和与之串联

的电抗器。

使电网中的电气设备产生额外的损耗(谐波功率),降低了设备的效率,同时谐波会影响设备的正

[3]

常工作,例如变压器局部严重过热,电容器、电缆

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等设备过热,电机产生机械振动等故障,绝缘部分老化、变质,严重时候甚至设备损坏。导致继电保护和自动装置误动或拒动,造成不必要的损失,谐波会使电气测量仪表测量不准确,造成计量误差。

谐波对电量的度量工具——电度表的影[6-10]响。目前用来度量用电量的静电感应式电度表,它是按工频(基波50Hz)纯正弦交流额定工况设

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计制造的。存在电力谐波时,基波电流和谐波电护。

5.2　对于回压高的井尤其是因为管网结蜡导致回压高的油井蒸汽热洗因为产液出口温度较高可以有效降低回压,但对于因为原油粘度过大而导致的回压高的井效果不大。

5.3　建议在锅炉车洗井前放空套管气,因为锅炉车在起初洗井打压较小、较慢,且在现场加热,所以为安全起见,在洗前提前放套管气。5.4　建议对于容易出现水锁、水伤地层的低渗透油井尤其是曾经采取过压裂增产的油井采用蒸汽洗井。

5.5　由于蒸汽热洗费用较高,建议蒸汽热洗与普通泵车配合使用。至于蒸汽热洗与普通泵车热洗的周期问题,应当根据油井结蜡状况及作业井史灵活调整。

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收稿日期:2010-12-1542

内蒙古石油化工　　　　　　　　　　2011年第2期　

的存在,用传统的静电感应式电度表计量用电量将会受到电力谐波(特别是低次谐波)的影响,不能正确反映各类用户好似机消耗电能的情况,所以,应该对传统的静电感应式电度表加以改进,以适应电网中存在有电力谐波这一事实。针对这一情况,我厂已对全厂8台机组发变组及负荷用电度表进行了改进,即新建机组在基建时就采用了多功能式电子式电能表,老机组利用大修期间已全部更换为多功能式电子式电能表,这种电度表在内部回路中加入一个滤波电路,让电流通过它时先滤除其中的电力谐波电流,这样只有基波电流存在,从而使电表的读数只受基波电流的影响。这在一定程度上大大减少了电力谐波对电度表计量电量的影响。

通过本文可以看出,谐波污染已经成为电网及电厂内的公害之一,只有各方面都重视起来,对电力谐波进行更加深入的分析和研究,为消除或减小电路谐波造成的影响,提出更好的消除或减小电力谐波影响的方法,才能还电网一个干净的环境,保证电厂机组的安全运行,计量的准确可靠,保证电厂的经济效益。

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电压控制模式的演化分析[J].清华大学学报(自然科学版),2008,(1).流都会在电度表转盘上产生涡流,当电网中电压、电流畸变较大,所产生的电力谐波很大,且包含有很多的低次谐波时,电度表也会计量电力谐波所产生的功率,此时它不能客观反映不同用户的耗电情况。2　谐波来源[12]

2.1　用户变压器群是谐波的重要来源

一般情况下,三相变压器由于铁芯为“日”形状,中相比边相要短一半,因此,三个磁路的不对称引起变压器励磁电流中含有谐波分量。所以当对空载三相变压器加电压激励时,即使受电侧没有零序电流通路(中性点不接地或三角形接线),励磁电流中也会有谐波分量。虽然在实际运行时,这个谐波分量很小,但由于变压器绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定时,则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加,形成了电网中谐波的又一重要来源。例如,在绝大多数配变中,都是Y,yn接线,变压器的中间的铁柱对应的线圈即中相接的都是B相,这样的统一接法,就为3、5、7等次谐波提供了一个分别互相叠加的条件。2.2　谐波的其他来源

事实上,谐波还有其他的来源,各类生产用电如电镀、电泵等,生活用电中如电视机、电脑、荧光灯等采用开关电源或其他电力电子技术的装置,单独来看,所产生的谐波非常微小,但是由于其数量的极其庞大,也是不可忽视的一部分。

针对以上情况,为减少谐波产生的机会、减小谐波对电网及厂用电度的影响,我们提出下列建议。3　谐波治理

3.1　针对谐波源进行治理

按“谁干扰,谁污染,谁治理”的原则,进行谐波源当地治理。即对于产生大量谐波的用户,在用户变的低压侧加装滤波装置。根据装置的原理不同,可分为无源电力滤波器(PPF)和有源电力滤波器(APF)。

无源电力滤波器利用电容、电感谐振的原理“吸收”阻止相应次谐波,从而保证电压畸变率处在较低水平。一般根据需要吸收的谐波次数,设置合适的LC参数,分别设置滤波装置。但此类无源装置不能满足对无功功率和谐波进行快速动态补偿的要求。同时还要注意不能在滤除某次谐波时,LC参数恰好是另一个谐波的谐振参数,而使此谐波放大。

而有源电力滤波器实质上是一个大功率的谐波发生器,它通过谐波采样装置将谐波源发出的谐波采集后,再完整地复制出大小相等、方向相反的谐波,并接入电网,将谐波抵消,其产生的谐波随谐波源的变化而变化,是一种新型的滤波装置,但费用较高。

3.2　对厂用电度表的改进

当电网中存在有非线性负载时,由于电力谐波