隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)不斷推進，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)量問題之一。什么是諧波？正常情況下，我國電網(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、繼電保護裝置誤動等諸多問題，一直是電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”。當前，電力系統(tǒng)“雙高”特征不僅對電網(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)定性問題，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(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)備的交流耐壓試驗設(shè)計制造。電抗器采用多只分開設(shè)計，既可滿足高電壓、小電流的設(shè)備試驗條件要求，又能滿足低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、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)中應用的優(yōu)點：
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，試驗所需的電源功率只有試驗容量的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變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的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試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，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，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。
5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。
我公司變頻諧振主要功能及其技術(shù)特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時閃絡(luò)保護動作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗分析。
2、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。
工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式.
3、能存儲和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫助用戶識別和查找。
4、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(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。
5、采用了DSP平臺技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。
第2章 變頻串聯(lián)諧振試驗裝置主要技術(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)諧振試驗裝置技術(shù)指標
1．輸出電壓波形畸變率：<1.0％
2. 允許連續(xù)工作時間：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)電機試驗時滿負荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負載相關(guān)）
5．主變壓器和線路試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負載相關(guān)）
6．輸入電源：三相380V或單相220V，當電源為380V時，可做額定負載試驗；當電源為220V時，只可做1/2負載試驗。
7．頻率調(diào)節(jié)范圍：20Hz～300Hz
8．系統(tǒng)測量精度：1.5％
9．裝置具有過壓、過流、零位啟動、閃絡(luò)保護等保護功能
（二）設(shè)備遵循標準
GB50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》
DL/T849.6-2004 《電力設(shè)備測試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》
JB/T9641-1999 《試驗變壓器》
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 《高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件》
GB4793-1984 《電子測量儀器安全要求》
GB2900 《電工名詞術(shù)語》
GB4208 《外殼防護等級》
GB191 《包裝貯運標志》
GB/T16927-1997 《高電壓試驗技術(shù)》
（三）設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說明：
1.變頻電源(一臺)：
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，當電源為380V時，可做額定負載試驗；當電源為220V時，只可做1/2負載試驗。
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：（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)場操作及觀察。
1.2.2防震保護:內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱,可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩(wěn)定性和可靠性。
1.2.3參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)。
可顯示諧振電壓(即試驗前設(shè)置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡(luò)保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、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次試驗諧振頻率準確及穩(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直接完成各種參數(shù)的設(shè)置?？蓪ζ鹗碱l率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡(luò)保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進行設(shè)置或選擇。
1.2.5試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等。
1.2.6 保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡(luò)保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能。
1.2.7數(shù)據(jù)存儲功能：試驗結(jié)果保存、打印、上傳、回查等。
a、試驗結(jié)果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結(jié)果界面中可顯示出試驗時的詳細參數(shù)，當試驗發(fā)生中斷時，可提示中斷狀態(tài)?？蓪?shù)保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄。
b、數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。同時具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打 印機打印。
1.2.8自動穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗電壓或手動升壓結(jié)果，自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)定度可達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)諧過程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預設(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)和細調(diào)，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移。
高壓電抗器(三臺)
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（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)計采用空心式結(jié)構(gòu)，漆包導線繞組，油浸式自冷。電抗器可以自由方便疊裝及吊裝。環(huán)氧樹脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機械強度、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)場使用。
激勵變壓器(一臺)：
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
3.2.1 冷卻方式：鐵箱式結(jié)構(gòu)，油浸全封閉式，絕緣耐熱等級為A 級。
3.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設(shè)靜電屏蔽層，既作為勵磁變壓器，又是隔離變壓器。
電容分壓器(一臺)：
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
4.2.1 額定電壓下可連續(xù)運行60min。
4.2.2 試驗電壓低于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≤1.0%，峰值時≤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 電壓測量通過測試引線引至變頻電源進行測量。
補償電容器(一臺)：
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)量擴展至影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
過去，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，檢測和治理技術(shù)相對成熟。近年來，以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為代表的電力電子裝置大量應用于光伏逆變器、開關(guān)電源、變頻器和變頻節(jié)能用電設(shè)備，其開關(guān)頻率可達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，給諧波的檢測和治理帶來一定困難。
之前，諧波源主要集中分布在用戶側(cè)，而風電、光伏發(fā)電、儲能、（柔性）直流輸電的大規(guī)模應用使電源側(cè)及輸變電各環(huán)節(jié)的諧波問題開始凸顯。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、復雜，分布更廣。
新能源發(fā)電的廣泛接入也使諧波治理形勢日趨嚴峻。諧波對交直流保護裝置和重要設(shè)備構(gòu)成潛在風險。這一類敏感設(shè)備可能會在諧波含量超標時誤動或拒動，導致可靠性下降。此外，諧波諧振引起寬頻振蕩，會導致風機脫網(wǎng)事故發(fā)生。這說明諧波不僅會影響負荷側(cè)的電能質(zhì)量，還可能給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。
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