隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)不斷推進(jìn)，電能質(zhì)量治理面臨新的挑戰(zhàn)。諧波是很突出的電能質(zhì)量問(wèn)題之一。什么是諧波？正常情況下，我國(guó)電網(wǎng)的電壓或電流的波形是頻率50赫茲的正弦波（又稱基波），但由于電網(wǎng)存在非線性元件和負(fù)載，于是出現(xiàn)了與基波頻率成整數(shù)倍頻率的其他正弦波，這些正弦波被稱為電網(wǎng)諧波。
諧波會(huì)影響各種電力設(shè)備正常工作，引發(fā)設(shè)備壽命縮短、網(wǎng)損增大、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)等諸多問(wèn)題，一直是電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”。當(dāng)前，電力系統(tǒng)“雙高”特征不僅對(duì)電網(wǎng)傳統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，也可能引發(fā)諧波諧振等新型穩(wěn)定性問(wèn)題，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。
第1章 產(chǎn)品概述:（SHHZ1001變頻式串并聯(lián)耐壓儀工作原理及結(jié)構(gòu)）
該裝置主要針對(duì)10kV、35kV、110kV、220kV、330KV變電站及線路等所有電氣主設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造。電抗器采用多只分開(kāi)設(shè)計(jì)，既可滿足高電壓、小電流的設(shè)備試驗(yàn)條件要求，又能滿足低電壓的交流耐壓試驗(yàn)要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
該裝置主要由變頻控制電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)：
1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個(gè)系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。
2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)裝置的1/10-1/30。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過(guò)程很長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開(kāi)電源，這種電壓的恢復(fù)過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程，其過(guò)程長(zhǎng)，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。
我公司變頻諧振主要功能及其技術(shù)特點(diǎn)：
1、裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過(guò)壓過(guò)流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時(shí)閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗(yàn)分析。
2、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。
工作模式為：全自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓模式.
3、能存儲(chǔ)和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號(hào)是數(shù)字，方便的幫助用戶識(shí)別和查找。
4、裝置自動(dòng)掃頻時(shí)頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時(shí)液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點(diǎn)。
5、采用了DSP平臺(tái)技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級(jí)，也使得人機(jī)交換界面更為人性化。
第2章 變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置主要技術(shù)參數(shù)（SHHZ1001變頻式串并聯(lián)耐壓儀工作原理及結(jié)構(gòu)）
（一）變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo)
1．輸出電壓波形畸變率：<1.0％
2. 允許連續(xù)工作時(shí)間：額定條件下一次性工作15分鐘。
3．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50
4．電纜和發(fā)電機(jī)試驗(yàn)時(shí)滿負(fù)荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負(fù)載相關(guān)）
5．主變壓器和線路試驗(yàn)滿負(fù)荷時(shí)品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負(fù)載相關(guān)）
6．輸入電源：三相380V或單相220V，當(dāng)電源為380V時(shí)，可做額定負(fù)載試驗(yàn)；當(dāng)電源為220V時(shí)，只可做1/2負(fù)載試驗(yàn)。
7．頻率調(diào)節(jié)范圍：20Hz～300Hz
8．系統(tǒng)測(cè)量精度：1.5％
9．裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、閃絡(luò)保護(hù)等保護(hù)功能
（二）設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn)
GB50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T849.6-2004 《電力設(shè)備測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》
JB/T9641-1999 《試驗(yàn)變壓器》
GB10229 《電抗器》
GB/T.311-1997 《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》
DL/T846-2004 《高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件》
GB4793-1984 《電子測(cè)量?jī)x器安全要求》
GB2900 《電工名詞術(shù)語(yǔ)》
GB4208 《外殼防護(hù)等級(jí)》
GB191 《包裝貯運(yùn)標(biāo)志》
GB/T16927-1997 《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》
（三）設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說(shuō)明：
1.變頻電源(一臺(tái))：
1.1技術(shù)參數(shù)
1.1.1 額定功率：100kW；
1.1.2 輸入電壓：三相 380V±5% 或單相220V±5% 45～65Hz，當(dāng)電源為380V時(shí)，可做額定負(fù)載試驗(yàn)；當(dāng)電源為220V時(shí)，只可做1/2負(fù)載試驗(yàn)。
1.1.3 輸出電壓：0～400V可調(diào)
1.1.4 輸出電壓頻率：20～300Hz
1.1.5 頻率調(diào)節(jié):0.1Hz步進(jìn)可調(diào)
1.1.6 頻率不穩(wěn)定度:≤0.02%
1.1.7 輸出電流：250A
1.2 性能特點(diǎn)：（SHHZ1001變頻式串并聯(lián)耐壓儀工作原理及結(jié)構(gòu)）
1.2.1放置方式:變頻電源的放置為縱向和橫向,特別適合現(xiàn)場(chǎng)操作及觀察。
1.2.2防震保護(hù):內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護(hù)鋁箱,可有效減緩運(yùn)輸中的顛簸震動(dòng)和吊裝時(shí)的沖擊。保證了變頻電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。
1.2.3參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標(biāo)大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)。
可顯示諧振電壓(即試驗(yàn)前設(shè)置的目標(biāo)電壓)、試驗(yàn)頻率、測(cè)量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時(shí)間、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、階段升壓及階段計(jì)時(shí)、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計(jì)算、參數(shù)查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當(dāng)次試驗(yàn)諧振頻率準(zhǔn)確及穩(wěn)定性。
1.2.4參數(shù)設(shè)置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標(biāo)直接完成各種參數(shù)的設(shè)置?？蓪?duì)起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計(jì)時(shí)、測(cè)量分壓器變比、激勵(lì)變變比、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、試驗(yàn)?zāi)Ｊ?、電容電感頻率互換計(jì)算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或選擇。
1.2.5試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑河|摸屏和外接鼠標(biāo)操作，有全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動(dòng)、自動(dòng)）、分段加壓和計(jì)時(shí)、運(yùn)行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計(jì)算功能等。
1.2.6 保護(hù)功能及其信息提示：具備高壓過(guò)壓保護(hù)、低壓過(guò)流、過(guò)流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)、緊急停機(jī)、欠壓保護(hù)等多重保護(hù)功能。
1.2.7數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：試驗(yàn)結(jié)果保存、打印、上傳、回查等。
a、試驗(yàn)結(jié)果：手動(dòng)或自動(dòng)試驗(yàn)完畢后，在試驗(yàn)結(jié)果界面中可顯示出試驗(yàn)時(shí)的詳細(xì)參數(shù)，當(dāng)試驗(yàn)發(fā)生中斷時(shí)，可提示中斷狀態(tài)?？蓪?shù)保存在存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器為非易失存儲(chǔ)器，可保存50次試驗(yàn)記錄。
b、數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。同時(shí)具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打 印機(jī)打印。
1.2.8自動(dòng)穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)電壓或手動(dòng)升壓結(jié)果，自動(dòng)跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗(yàn)電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá)1.5%。
1.2.9 調(diào)頻范圍及頻率分辨率均可設(shè)定：調(diào)頻范圍可設(shè)為20～300Hz、45～100Hz、50Hz、按需設(shè)置，可加快調(diào)諧過(guò)程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預(yù)設(shè)為0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧度之間取得優(yōu)化平衡。
頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)，并可自動(dòng)尋找試驗(yàn)諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生漂移。
高壓電抗器(三臺(tái))
2.1 技術(shù)參數(shù)（SHHZ1001變頻式串并聯(lián)耐壓儀工作原理及結(jié)構(gòu)）
2.1.1 額定工作電壓：200kV
2.1.2 額定工作電流：4A
2.1.3 額定電感量：180H
2.1.4 連續(xù)工作時(shí)間：60min
2.1.5 溫 升：小于60度
2.1.6 工作頻率：30～300Hz
2.2 性能特點(diǎn)（SHHZ1001變頻式串并聯(lián)耐壓儀工作原理及結(jié)構(gòu)）
2.2.1 電抗器的設(shè)計(jì)采用空心式結(jié)構(gòu)，漆包導(dǎo)線繞組，油浸式自冷。電抗器可以自由方便疊裝及吊裝。環(huán)氧樹(shù)脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機(jī)械強(qiáng)度、必要的散熱能力以及油熱脹冷縮的裕度。電抗器外殼自帶底座，與另一節(jié)電抗器上端采用。外殼噴涂橘紅色絕緣漆。
2.2.2電抗器外殼自帶底座，與另一節(jié)電抗器上端采用采用卡槽結(jié)合，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。
激勵(lì)變壓器(一臺(tái))：
3.1 技術(shù)參數(shù)
3.1.1 額定容量：100kVA
3.1.2 輸入電壓：400V
3.1.3 輸入電流：250A
3.1.4 輸出電壓：四串30kV；四并7.5kV；二串二并15kV；
3.1.5 輸出電流：四串3.33A；四并13.3A；二串二并6.67A；
3.1.6 連續(xù)工作時(shí)間：60min
3.1.7 溫 升：小于60度
3.1.8 工作頻率：30～300Hz
3.1 性能特點(diǎn)
3.2.1 冷卻方式：鐵箱式結(jié)構(gòu)，油浸全封閉式，絕緣耐熱等級(jí)為A 級(jí)。
3.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設(shè)靜電屏蔽層，既作為勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器。
電容分壓器(一臺(tái))：
4.1 技術(shù)參數(shù)
4.1.1額定電壓:600kV（三節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電壓200kV）
4.1.2電容量：300pF（三節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電容量900pF）
4.1.3工作頻率：20～300Hz
4.1.3分壓比：6000:1
4.1.4誤差：1.0%
4.2 性能特點(diǎn)
4.2.1 額定電壓下可連續(xù)運(yùn)行60min。
4.2.2 試驗(yàn)電壓低于200kV可使用單節(jié)分壓器200 kV，且不需要調(diào)整變比值。
4.2.3 在20～300Hz范圍內(nèi)，其精度和穩(wěn)定度保持要求不變。
4.2.4 在20℃、0.4～0.5UN下介損值：≤0.0025
4.2.5 分壓比誤差：有效值時(shí)≤1.0%，峰值時(shí)≤1.5%。
4.2.6 高、低壓臂的電容采用一致的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，溫度系數(shù)小，角位移小，在20~300H內(nèi)分壓比不變。
4.2.7 電壓測(cè)量通過(guò)測(cè)試引線引至變頻電源進(jìn)行測(cè)量。
補(bǔ)償電容器(一臺(tái))：
5.1 技術(shù)參數(shù)
5.1.1額定電壓:200kV（二節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電壓100kV）
5.1.2電容量：5000pF（二節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電容量10000pF）
5.1.3工作頻率：20～300Hz
電力系統(tǒng)的“雙高”特征使電網(wǎng)中的諧波呈現(xiàn)新特征：諧波頻率從以低頻次為主擴(kuò)展至高頻次及超高頻次，諧波源從用戶側(cè)為主蔓延至發(fā)輸變配用各環(huán)節(jié)，諧波影響從影響電能質(zhì)量擴(kuò)展至影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
過(guò)去，諧波源以鐵磁飽和型和電弧型為主，前者主要是各種帶鐵芯的電力設(shè)備，后者主要是各種煉鋼爐、電焊機(jī)群等。這些諧波源產(chǎn)生的諧波主要是3、5、7次等低頻次諧波，檢測(cè)和治理技術(shù)相對(duì)成熟。近年來(lái)，以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為代表的電力電子裝置大量應(yīng)用于光伏逆變器、開(kāi)關(guān)電源、變頻器和變頻節(jié)能用電設(shè)備，其開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)幾百千赫茲甚至更高，可產(chǎn)生40～3000次的超高頻諧波。電網(wǎng)諧波的頻次低至10次以下，高至上千次，覆蓋頻率很寬，給諧波的檢測(cè)和治理帶來(lái)一定困難。
之前，諧波源主要集中分布在用戶側(cè)，而風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、（柔性）直流輸電的大規(guī)模應(yīng)用使電源側(cè)及輸變電各環(huán)節(jié)的諧波問(wèn)題開(kāi)始凸顯。另外，隨著新能源汽車普及和直流配用電、變頻節(jié)能用電技術(shù)快速發(fā)展，用電側(cè)的諧波源也更加多樣、復(fù)雜，分布更廣。
新能源發(fā)電的廣泛接入也使諧波治理形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。諧波對(duì)交直流保護(hù)裝置和重要設(shè)備構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。這一類敏感設(shè)備可能會(huì)在諧波含量超標(biāo)時(shí)誤動(dòng)或拒動(dòng)，導(dǎo)致可靠性下降。此外，諧波諧振引起寬頻振蕩，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故發(fā)生。這說(shuō)明諧波不僅會(huì)影響負(fù)荷側(cè)的電能質(zhì)量，還可能給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。
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