水厂变频调速对电网谐波影响分析

江河港武水务(常州)有限公司湖塘水厂设计供水能力22万吨/日，其中二级泵房全部四台水泵机组均采用变频调速技术进行恒压供水控制。四台水泵拖动电机为3.3KV 560KW。由于变频器采用的电路结构是“整流器—逆变器”，无论是整流器或是逆变器都是非线形电路，会使电压或电流产生畸变。由傅立叶级数分析可知，一个非正弦的波形可以分解为基波和一系列的频率为基波频率整数倍的正弦波组成，而这些频率为基波频率整数倍的正弦波就称为谐波。整流电路是变频器的输入部分，其输入电流将对电网产生影响。在本项目中我们使用的变频器采用十八脉波整流电路，现就此进行定量和定性分析。 1、 整流电路结构及输入电流 2、 谐波分析及相关标准 　　该变频器采用三个相位错开20度的六脉波整流电路组合（并联）方式得到十八脉波整流电路，理论上它只含有17次以上的谐波。 2．1国际标准和国家标准对谐波的限制 　　标准一：IEEE519-1992对电流失真的限制要求与GB/T14549-1993中公用电网谐波限制的要求转换后，其最严格的条件为，电压总谐波不得超过4%； 　　标准二：国家标准GB/Z17625.4-2000(该标准等同于国际标准IEC61000-3.6:1996)电磁兼容限值中、高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估的表一中规定了LV（低压）和MV（中压）电力系统中谐波电压兼容水平，也就是通俗讲的最低要求，即不会引起干扰的水平。表二则规定了MV（中压）、HV（高压）、EHV（超高压）电力系统谐波电压规划水平的指标值，它比兼容水平稍严格。 　　所以我们在考虑应用变频器时，至少应保证变频器注入电网的谐波电流要满足表一的要求，即在电网上造成的总谐波畸变率THD至少应小于8%，最好做到规划水平即<6.5%。 3．谐波计算的基本参数： 3．1湖塘水厂安装4台750HP变频器，一台为备用，以三台同时满负荷使用为计算依据，因此变频器总容量2250HP 3．2湖塘水厂双电源 10KV阳湖线 正序大方式Max=329.1MVA 0.3039 正序小方式Min=242.2MVA 0.3535 10KV淹城线 正序大方式Max=289.9MVA 0.345 正序小方式Min=128MVA 0.6764 以最小短路容量128 MVA为计算依据 4、模拟计算： 　　按上述参数，通过该品牌变频器公司的谐波分析计算软件，得到如下报告： 母线电压有效值： 9962.588V 母线电压的THD: 0.9004874% 电源有效值: 108.0584A 电源电流畸变率: 3.272109% 功率因数为: 96.36908% 5、结论： 　　湖塘水厂采用十八脉波整流的变频器，其谐波畸变系数已能满足标准规定，所以不需要放大电网容量，也不用采取任何治理谐波的措施。