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电能质量
上海地铁线
有源谐波滤波器
行业
截至2020年底,中国铁路运营总里程达14.6万公里,高速铁路运营里程达3.79万公里,位居世界第一。高铁牵引变压器一般采用12或24脉冲整流,会产生11次和13次谐波;配电变压器负载主要包括变频器、UPS、电梯、照明等,产生3次、5次、7次、11次和13次谐波。
背景
由于运输电网系统中包含大量非线性设备,这些设备会产生大量谐波。当电网的谐波含量较高时,会对运输电力和照明系统造成一定的危害。
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电力系统中的继电保护设备和自动装置会误动作或拒动,直接危及电网的安全运行,导致系统崩溃和用户停电事故。
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各种电气设备会产生额外的损耗和发热,增加电动机和变压器的振动和噪音。
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谐波电流会干扰通信系统,降低信号的传输质量。
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增加电网中发生谐振的可能性,导致过电流或过电压,产生危险。
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电容器无功补偿装置产生谐波放大,使电容器损坏甚至爆炸。
电能质量问题
运输配电系统主要存在3次、5次、7次、11次和13次谐波,这对电力系统造成很大危害,需要使用有源电力滤波器进行治理。有源滤波器设备采用先进的电力电子技术,实时检测电网中的谐波,通过转换器生成反相补偿电流,动态滤除电网中的谐波。
解决方案
由于上海地铁线路上存在大量谐波,为了确保现场无功补偿柜中电容器的正常运行,现场安装了一台100A有源谐波滤波器来控制谐波。经过处理,现场的谐波问题得到了很好的改善,电流畸变率从约16%降至约3%。
性能
补偿前的电流畸变率
补偿后的电流畸变率
补偿前的无功功率和功率因数
补偿前的电流畸变率
现场照片
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