有谐波源负荷配电变压器及配电柜、一次元件、线缆全电流和全电压分析
输配电电网全电流、全电压分析研究 之二
在谐波源配电线路中的变压器,如整流变压器、中频炉变压器、密炼机、变频器等的前端变压器,及大量焊机的的前端变压器及其它负荷为各种谐波源的电源变压器等的负荷电流的谐波电流畸变率大、谐波电压畸变率高,有的高次谐波严重。此类变压器的配电线路,线路上的各种一次元件(如投切元件、电抗器等),线缆和此类变压器的配电线路的补偿滤波装置等也是全电流、全电压电路。此类变压器的配电线路的谐波特性与负荷中谐波源含量相关,负荷全部是谐波源则谐波最严重,其变压器、一次元件、线缆都承受全部谐波危害:
变压器负荷全部都是谐波源的全电流、全电压分析
如一台2000KVA 10/0.66 的密炼机变压器配电线路的全电流、全电压分析
密炼机变压器高低压阻抗压降:
测试一个时段604组数据,平均负荷率28.7%,平均谐波电流:
在此参数时段中的相邻7组大数据平均负荷率70.13%,平均谐波电流:
此密炼机变压器的全电压分析:

从上表分析中得知:平均负荷率28.7%中的7组大数据的谐波电流值,由于高次谐波较重,密炼机变压器二次绕组的全电压已达其短路阻抗压降的149%。密炼机变压器二次绕组的全电压已超过其短路阻抗压降49%了。
主线路上的电抗器的全电流、全电压分析
上述密炼机前端加装了1台进线电抗器,电抗率 1.5 % ,测试的604组数据28.7 %负荷率7组大数据,及在进线电抗器上的全电压:

从上表分析中得知:28.7 %负荷率7组大数据的谐波电流值,由于高次谐波较重,密炼机进线电抗器的全电压已达其短路阻抗压降的158%。就是说,70.13 %额定负荷,密炼机进线电抗器的全电压已超过其短路阻抗压降58%了。
输配电电网中线缆的全电流、全电压分析
上述密炼机配电电网中线缆的全电流、全电压:
28.7 %负荷率7组大数据的全电压:

从上表分析中得知:70.13 %额定负荷的谐波电流值,由于高次谐波较重,密炼机低压侧母排的全电压已达其额定基波压降的185%。就是说,70.13 %额定负荷,密炼机低压侧母排的全电压已超过其额定基波压降85%了 。
如果变压器负荷全部是交流弧焊机,或节能灯,谐波以3次谐波为主次谐波,三相3次谐波在零线上叠加,为相3次谐波的3倍。传统的零线排配置将会出现问题。
此类变压器及一次元件和线缆应该专门设计,若不具备专门设计条件,则负荷率不应超过50 %。
此类变压器的输出电源谐波严重,不应作为控制电源使用。否则,将会出现误动作。
变压器负荷部分是谐波源
变压器负荷部分是谐波源的,其谐波含量与谐波源占负荷比例和谐波源谐波特性相关,要具体分析,参照上述变压器负荷全部是谐波源的各项特性进行分析,采取对策。
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