佛山电信谐波测试报告.docx
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佛山电信谐波测试报告
佛山电信大厦
电能质量—谐波测试报告
南海市樱花电气有限公司
2005年2月24日
佛山电信大厦
电能质量—谐波测试报告
2005年2月24日,我们对佛山市魁奇路、亲仁路及同济路的电信大厦的低压配电系统进行了电能质量-谐波特性的测试。
测试结果发现电信大厦的UPS电源系统、可控硅整流系统、电脑设备及荧炮光灯系统产生大量的谐波,谐波污染情况很严重,谐波成分主要是3、5、7次。
现将具体测试结果整理如下:
一、测量对象:
佛山电信大厦的低压配电系统。
二、测量目的:
了解佛山电信大厦的低压配电系统的谐波情况,为谐波治理提供依据。
三、测量仪器:
HIOKI3193(日本)谐波分析仪
FLUKE43F(美国)谐波分析仪
四、测量点:
佛山电信大厦的低压配电系统总进线。
五、测量内容:
在变压器低压端测试,测量低压端的电能参数(各相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率),及其谐波现状(谐波电压及谐波电流,最高谐波次数n=50,各相电压及电流波形)。
六、实测数据
(1)佛山市魁奇路电信大厦
表一#1变压器低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I9
I13
I17
谐波电流测量值
A
896.3
44.6
49.6
51.9
5.4
1.3
0.6
9.50
-0.9998
B
860.4
39.6
54.0
44.5
6.0
2.7
0.6
9.45
C
853.4
30.7
54.1
52.1
1.7
1.9
1.3
9.56
表二#1变压器切除电容柜时低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I9
I13
I17
谐波电流测量值
A
971.2
44.1
33.4
29.9
7.0
3.4
8.0
6.70
0.9299
B
907.3
38.7
37.1
24.1
6.0
4.7
9.4
6.80
C
910.8
39.0
29.9
52.1
7.0
5.4
8.1
6.51
表三#1变压器低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U13
U17
谐波电压测量值
A
222.45
1.36
1.90
3.32
0.06
0.08
1.87
B
223.06
1.44
1.86
2.95
0.17
0.09
1.73
C
223.04
1.15
1.94
3.25
0.14
0.12
1.87
表四#1变压器切除电容柜时低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U13
U17
谐波电压测量值
A
222.55
1.39
1.73
2.25
0.57
1.09
1.87
B
223.19
1.43
1.77
1.91
0.50
1.27
1.87
C
222.86
1.13
1.90
1.92
0.69
1.07
1.94
由于#1变压器的容量为1250KVA,其额定电流为1800A。
测量负荷功率为563.99KVA,为总容量的45%;负荷电流为845.55A,为额定电流的42%。
在其半载的情况下,电流总畸变率达到了9.50%。
电压畸变率为1.87%。
谐波成分比较复杂,主要是三次、五次、七次,它们的含量也不小,I3最大为44.6A,I5最大为54.1A,I7最大为52.1A,投入电容柜虽然改善了一点功率因数,但发生了谐振放大,I5放大181%,I7放大为187%,轻则使导线发热,缩短电容器的寿命,重则会烧毁电容器与电气设备,引起火灾。
在满载的情况下,谐波会翻两番,情况会更加严重。
表五#2变压器低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I11
I13
I17
谐波电流测量值
A
564.0
27.1
92.7
77.0
22.3
21.9
6.3
22.68
0.9362
B
660.8
23.0
94.8
79.8
23.8
25.9
6.5
19.87
C
559.3
17.3
85.0
70.9
24.3
25.1
6.5
21.05
表六#2变压器切除电容柜时低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I11
I13
I17
谐波电流测量值
A
631.0
26.4
78.4
58.2
6.8
3.3
3.7
16.18
0.9299
B
720.1
23.9
82.9
63.8
6.6
5.9
3.7
15.05
C
604.6
19.1
73.0
53.7
8.6
2.1
4.3
15.48
表七#2变压器低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U11
U13
谐波电压测量值
A
223.65
0.44
3.15
3.00
1.27
1.41
2.16
B
222.69
0.49
3.12
3.27
1.41
1.59
2.29
C
223.47
0.37
2.98
3.00
1.54
1.64
2.18
表八#2变压器切除电容柜时低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U11
U13
谐波电压测量值
A
223.30
0.49
2.90
2.04
0.49
0.31
1.70
B
222.42
0.44
2.90
2.31
0.56
0.47
1.79
C
223.08
0.33
2.69
1.99
0.73
0.20
1.61
由于#2变压器的容量为2000KVA,其额定电流为2800A。
测量负荷功率为389.47KVA,为总容量的19.47%;负荷电流为583.1A,为额定电流的18.22%。
在其五分之一负荷情况下,电流总畸变率达到了22.68%。
电压畸变率为2.29%。
谐波成分比较复杂,主要是三次、五次、七次,它们的含量也不小,I3最大为27.1A,I5最大为94.8A,I7最大为79.8A,投入电容柜虽然改善了一点功率因数,但发生了严重谐振放大现象,I11放大360%,I13放大为1195%,轻则使导线发热,缩短电容器的寿命,重则会烧毁电容器与电气设备,引起火灾。
在满载的情况下,谐波会翻五番,情况会更加严重。
(2)佛山市亲仁路电信大厦
表九#1变压器低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I11
I13
I17
谐波电流测量值
A
669.32
11.41
40.31
32.67
13.36
8.51
19.81
9.03
0.9850
B
653.45
15.76
46.34
30.17
14.69
10.03
15.02
9.62
C
664.44
6.28
38.97
26.54
12.04
6.54
13.92
7.87
表十#1变压器切除电容柜时低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I11
I13
I17
谐波电流测量值
A
755.69
13.06
31.84
24.90
8.94
1.32
12.27
6.57
0.9514
B
752.64
15.79
37.56
22.72
9.47
1.06
12.28
6.95
C
735.15
5.64
32.44
20.65
7.41
1.47
11.27
6.00
表十一#1变压器低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U11
U17
谐波电压测量值
A
221.42
0.51
2.61
2.10
0.99
2.71
2.32
B
220.54
0.86
3.05
2.24
1.23
2.30
2.36
C
221.48
0.53
2.83
1.92
1.02
2.14
2.14
表十二#1变压器切除电容柜时低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U11
U17
谐波电压测量值
A
220.04
0.54
2.20
1.66
0.70
1.70
2.71
B
218.89
0.90
2.52
1.66
0.76
1.80
2.62
C
220.00
0.51
2.46
1.47
0.65
1.87
2.47
由于#1变压器的容量为1250KVA,其额定电流为1800A。
测量负荷功率为433.01KVA,为总容量的34.64%;负荷电流为648.85A,为额定电流的32.44%。
在其三分之一负荷情况下,电流总畸变率达到了9.62%。
电压畸变率为2.36%。
谐波成分比较复杂,主要是五次、七次,它们的含量也不小,I5最大为46.34A,I7最大为32.67A,根据投入电容柜虽然改善了一点功率因数,但发生了严重谐振放大现象,I5放大123%,I7放大为133%,I11放大155%,轻则使导线发热,缩短电容器的寿命,重则会烧毁电容器与电气设备,引起火灾。
在满载的情况下,谐波会翻五番,情况会更加严重。
(2)佛山市同济路电信大厦
表十三#1变压器低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I11
I13
I17
谐波电流测量值
A
573.95
17.78
116.22
72.03
10.16
1.68
2.53
24.13
0.9695
B
614.48
19.21
122.57
66.36
6.59
2.74
2.79
22.96
C
592.66
16.82
109.79
60.66
6.73
2.54
2.11
21.42
表十四#1变压器切除电容柜时低压总线谐波电流参数
电流
测试
项目
相别
基波
I1(A)
主要谐波电流(A)
电流总畸变率(%)
功率因数
I3
I5
I7
I11
I13
I17
谐波电流测量值
A
663.59
20.72
81.36
26.24
12.20
2.99
15.04
13.85
0.87.81
B
679.46
20.25
82.41
23.50
12.44
3.09
13.35
13.44
C
639.93
13.73
76.24
23.66
11.99
2.14
12.80
13.13
表十五#1变压器低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U11
U17
谐波电压测量值
A
224.73
0.78
6.17
5.29
1.38
0.38
3.71
B
225.44
0.88
6.27
4.88
0.95
0.38
3.59
C
224.83
0.78
6.02
4.73
1.15
0.30
3.49
表十六#1变压器切除电容柜时低压总线谐波电压参数
电压
测试
项目
相别
基波
U1(V)
主要谐波电压(V)
电压总畸变率(%)
U3
U5
U7
U11
U17
谐波电压测量值
A
221.52
0.81
4.69
1.71
0.93
2.50
3.09
B
221.92
0.88
4.58
1.42
0.86
2.13
2.83
C
221.84
0.76
4.63
1.53
0.97
2.16
2.82
由于#1变压器的容量为1000KVA,其额定电流为1440A。
测量负荷功率为402.90KVA,为总容量的40.29%;负荷电流为593.15A,为额定电流的24.13%。
在其五分之一负荷情况下,电流总畸变率达到了9.62%。
电压畸变率为3.71%。
谐波成分比较复杂,主要是三次、五次、七次,它们的含量也不小,其中五次含量最大,A相I5为116.22A,B相I5为122.57A,C相I5为109.79A;投入电容柜虽然改善了一点功率因数,但发生了谐振放大现象,I5放大148%,I7放大为282%,轻则使导线发热,缩短电容器的寿命,重则会烧毁电容器与电气设备,引起火灾。
在满载的情况下,谐波会翻五番,情况会更加严重。
七、分析和结论:
佛山市电信大厦的各低压配电系统中,处于魁奇路电信大厦#1、#2变的谐波污染严重,其中三次、五次及七次谐波含量很大;处于亲仁路电信大厦谐波主要是五次与七次谐波;处于同济路电信大厦主要是五次与七次谐波;对于电信大厦配电系统,主要负荷是UPS电源系统、整流系统、电脑设备及荧光灯系统,其电气特性都属于非线性性质,因此产生大量的谐波。
对于谐波要提高警惕,谐波具有很大的危害性。
电力谐波会增加输、供和用电设备的额外附加损耗,使设备的温度过热,降低设备的利用率和经济效益;谐波电流使输电线路的电能损耗增加,当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时,对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿;对于变压器,谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度,谐波电流的存在增加了铜损;对带有非对称性负荷的变压器而言,会大大增加励磁电流的谐波分量;对于电力电容器的影响,含有电力谐波的电压加在电容器两端时,由于电容器对电力谐波阻抗很小,谐波电流叠加在电容器的基波上,使电容器电流变大,温度升高,寿命缩短,引起电容器过负荷甚至爆炸,同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振,使故障加剧对通讯系统工作产生干扰;电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时,会在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压,干扰通信系统的工作,影响通信线路通话的清晰度,甚至在极端的情况下,还会威胁着通信设备和人员的安全;对用电设备,电力谐波会使电视机、计算机的图形畸变,画面亮度发生波动变化,并使机内的元件温度出现过热,使计算机及数据处理系统出现错误,严重甚至损害机器。
为了减少供电系统的谐波问题,节省能源,提高经济效益,要进行谐波治理,配备滤波设备。
根据负载的特性选用不同的滤波设备,对于稳态的谐波,宜配备无源滤波柜,消除特定频率的谐波;对于动态的谐波,宜配备有源滤波柜,全面随机消除谐波。
佛山电信如果采用滤波技术,就节省了谐波转化的电能。
按现测况,佛山市魁奇路电信大厦,#1变一年节省电能23600KW;#2变一年节省电能84000KW;佛山市亲仁路电信大厦,#1变一年节省有功功率20000KW;佛山市同济路电信大厦#1变一年节省电能120000KW。
这是保守估算,如果满负荷就是几倍的关系。
八、滤波方案:
(1)佛山市魁奇路电信大厦,#1变配一台型号为NY833-315/0.4-200/0507;2#配两台型号为NY833-500/0.4-300/050507无源滤波柜。
(2)佛山市亲仁路电信大厦,配一台无源滤波柜,型号为NY833-500/0.4-300/050507。
(2)佛山市同济路电信大厦,配一台100KVA的有源滤波柜。
九、参加测试人员:
龙绍清罗忠校冯肇愿;报告编写:
冯肇愿
十、附录:
测试纪录(复印件)
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