Гармоническая фильтрация в высоковольтных электросетях 

В системах электроснабжения гармоники представляют собой серьезную проблему. Они увеличивают дополнительные потери в различных электрических устройствах, что может привести к серьезным повреждениям или даже выходу из строя электроприборов; они могут вызвать сбои в работе релейной защиты на подстанциях, что приведет к региональным отключениям электроэнергии; они создают помехи в связи, что приводит к увеличению частоты битовых ошибок; они влияют на результаты электрохимического анализа и т. д. Поэтому устранение или смягчение гармоник в электросети является важной задачей и проблемой в деле улучшения качества электроэнергии.

С широким распространением высокоэффективного силового электронного оборудования, результирующее гармоническое искажение достигло такой степени, что его смягчение стало крайне необходимым. Опираясь на успешную разработку низковольтных гармонических фильтров, компания Shanghai Kunyou Electric Co., Ltd. инициировала новый исследовательский проект: высоковольтное статическое динамическое устройство компенсации реактивной мощности SVC. Эта инициатива основана на нескольких ключевых соображениях: - она способствует снижению гармоник для пользователей высокого напряжения с значительной мощностью трансформаторов (10 МВА и выше); - она обеспечивает эффективную фильтрацию сетей с высоким коэффициентом мощности, но значительными гармоническими компонентами; - она обеспечивает эффективное подавление колебаний напряжения, вызванных пусковыми нагрузками; - она подходит для компенсации реактивной мощности у пользователей с большой и сверхбольшой мощностью.

В последние годы несколько компаний как в стране, так и за рубежом разработали устройства для фильтрации высоковольтных гармоник, например, Nokia за рубежом и Anshan Rongxin в стране. Они в основном используются для централизованной фильтрации на крупных сталелитейных заводах. И Nokia, и Anshan Rongxin используют трехступенчатую пассивную LC-цепь, в которой ведущая реактивная мощность уравновешивается отстающей реактивной мощностью, поставляемой шунтирующим реактором. Цель состоит в смягчении колебаний напряжения, вызванных ударными нагрузками, например, на прокатных станах. Эффект фильтрации является удовлетворительным. Однако, поскольку шунтирующие реакторы работают в двух дискретных состояниях — включено или выключено — их недостатком является неспособность эффективно регулировать реактивную мощность, что приводит к значительным общим потерям в цепи фильтрации. В рамках данного проекта достигается управляемость LC-фильтрующей цепи и динамическая линейная управляемость шунтирующего реактора, что позволяет эффективно решать проблему фильтрации в условиях высокого коэффициента мощности.

Основные технические характеристики:

1.Применимое напряжение сети: 6 кВ, 10 кВ;

2.Максимальная компенсационная способность: 10 МкВАр и выше;

3.Контрольная выборка компенсации: комбинированный метод гармонического напряжения, реактивной мощности и напряжения системы;

4.Время динамического отклика: 20 мс 5. Мерцание системы: <1,5% 6. Уровень гармоник в энергосистеме: общее гармоническое искажение напряжения <4% Основные экономические показатели: данный проект в первую очередь предназначен для крупных потребителей электроэнергии, таких как сталепрокатные заводы, для фильтрации и компенсации гармоник. Реактивная мощность двух прокатных станов с регулируемой частотой 7000 кВт может достигать 30 МкВАР. Рассчитанная на основе мощности 30 МВАР, себестоимость производства составляет 2,8 млн иен.