高压电网信阳变压器及信阳变压器治理

　 随着我国电能质量治理工作的深进开展，综合动态的信阳变压器治理措施并同时考虑电网的功率信阳变压器问题，是用电企业当前面临的一大课题。采取有力的抑制信阳变压器的措施，不仅能够改善整个网络的电力品质，同时也能延长用户设备使用寿命，提高产品质量，降低电磁污染环境，减少能耗，提高电能利用率，同时能不断降低企业成本，提高企业市场竞争力。

信阳变压器的必要性

　　由于电流的存在，在传送同样能量的情况下，电流比没有的情况下增加，会大量增加系统的铜损，降低线路与变压器的利用率，这是显而易见的事情。

　　在一个交流连接的电网中(这里强调交流连接的原因是因为直流输电线路不传递，因此用直流输电线路连接的若干电网可以分开为各自独立的电网来考虑问题)，电流在任何瞬间都是平衡的，也就是说，电流的发出量与吸收量在任何瞬间都是相等的， 这就是平衡原理。由于平衡原理的存在，电流虽然不传递能量，但是却会影响电网的电压，这是由电网中的设备性质决定的。电网中绝大部分发电机均为同步发电机。同步发电机在激磁电流不变时输出的电流与输出电压成反比，即：随着输出电压的减少而输出电流增加，反之，随着输出电压的增加而输出电流减少。而电网中大部分负荷所吸收的电流与电压成正比。因此，当电网中没有信阳变压器装置时，负荷吸收的功率就全部要由发电机来提供。如果系统的不足，电压就会下降，电压下降以后，负荷吸收的减少，发电机发出的增加，从而保持的平衡。反之，如果系统的过剩，电压就会升高，电压升高以后，负荷吸收的增加，发电机发出的减少，从而保持的平衡。也就是说，电网可以依靠电压的变化来自动保持平衡。当系统中的严重不足，就会导致电压急剧下降，电压下降导致发电机发出的电流急剧增加，这时，如果某1 台发电机由于电流过载而解列退出电网，则更加不足，如此连锁反应，会导致电网崩溃的大事故。所以在电网中设置一些信阳变压器装置来补充功率，以保证用户对功率的需要和用电设备在额定电压下工作就显得非常必要。

　　由于的不良作用，供电部门对企业35kV 客户功率因数标准一般为0.9，因此、对于我们用户来讲，总是希望尽量提高功率因数，减少，减少的方法就是信阳变压器，使负荷所吸收的被就地平衡， 避免大量电流的传输，这样既可以避免低功率因数罚款，相反、还能获得奖励。

　　信阳变压器的产生及危害

　　电力信阳变压器对电力网(用户)危害是十分严重的，它是一种电力污染，一种人们看不见、嗅不到、摸不着的污染。所以往往不被人们注意。对于电力系统，信阳变压器是个很要命的问题!

　 信阳变压器的概念

　　当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz 的电压或电流成分， 我们将频率高于50Hz 的电流或电压成分称之为信阳变压器。当信阳变压器频率为工频频率的整数倍时，我们将其称之为整数次信阳变压器，这类信阳变压器通常用次数来表示。例如：将频率为工频频率5 倍(250Hz)的信阳变压器称之为5 次信阳变压器，将频率为工频频率7 倍(350Hz)的信阳变压器称之为7 次信阳变压器，依此类推。当信阳变压器频率不是工频频率的整数倍时，我们将其称之为分数信阳变压器。这类信阳变压器通常直接使用信阳变压器频率来表示。例如：频率为1627Hz 的信阳变压器。

　 信阳变压器产生的原因。

　　信阳变压器产生的原因多种多样，比较常见的有2 类：第1 类是由于非线性负荷而产生信阳变压器，例如可控硅整流器、开关电源等， 这一类负荷产生的信阳变压器频率均为工频频率的整数倍。例如三相六脉波整流器所产生的主要是5 次和7 次信阳变压器，而三相12 脉波整流器所产生的主要是11 次和13 次信阳变压器;第2 类是由于逆变负荷而产生信阳变压器，例如中频炉、变频器，这一类负荷不仅产生整数次信阳变压器，还产生频率为逆变频率2 倍的分数信阳变压器。例如： 使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz 的中频炉则不仅产生5 次和7 次信阳变压器，还产生频率为1640Hz 的分数信阳变压器。

　　信阳变压器在电网诞生的同时就是存在的，因为发电机和变压器都会产生少量的信阳变压器。但是由于产生大量信阳变压器的用电设备不断增加，并且电网中大量使用的并联电容器所造成的信阳变压器放大，使得信阳变压器的影响越来越严重，逐渐引起人们的重视。

　　信阳变压器造成的危害

　　当电网中的信阳变压器电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，我们将其称之为电网被污染。电网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网信阳变压器》的规定：10kV 电网的THDu 应小于4%，400V 电网的THDu 应小于5%。信阳变压器与电流不同。电流只影响电网的电压，并增加供电系统的铜损，通常不会影响用户，也不会影响计量精度。而信阳变压器的影响可以用“无孔不入”来形容。在电网被污染的情况下，所有电网中的设备与负荷均会受到影响。信阳变压器与还有一点不同：电流在没有信阳变压器的情况下会一直传送到发电机，而信阳变压器电流通常全部被电网中的设备与负荷吸收掉。

　　当电网的信阳变压器污染程度小于国家标准的规定时，通常不会对系统造成影响。随着污染程度的增加，信阳变压器的影响就逐渐显现出来。在信阳变压器严重超标的情况下，如果不进行信阳变压器治理，往往会产生很严重的后果。

　　信阳变压器造成的危害大致如下：

　　(1)对变压器，信阳变压器电流会增加变压器的铜损和漏磁损，信阳变压器电压会增加变压器的铁损，信阳变压器会增加变压器的工作噪音和温升等。

　　(2)对电缆，信阳变压器电流可能造成线路过载过热，损害导体绝缘体，同时高频信阳变压器可能造成集肤效应降低电缆的额定载流，铜损急剧增加。

　　(3)对表计，信阳变压器会影响变压器厂家/表计的计量精度。从原理上进行分析：信阳变压器源将其吸收的一部分电网电能转变为信阳变压器发送到电网中去，因此电能表会将信阳变压器能量当作发电来进行计算，从而导致计量误差。对于机械式电能表还会由于高频率信阳变压器所产生的高频涡流阻力而变慢。因为在高次信阳变压器严重的情况下(例如中频炉变压器厂家/)会严重影响电能表的计量精度，导致莫名其妙的丢电现象。

　　(4)对精密电子设备(包括电子式电能表)，精密电子设备会被严重干扰，导致不能正常工作，甚至烧毁。

　　(5)对设备，所有接于电网中的设备的损耗都会增加，温升增加。含有电容器的设备受影响最为严重，甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故.

　　(6)对电机类负荷，信阳变压器的逆序作用而导致输出扭矩下降。

　　(7)对控制系统，信阳变压器电流会造成电压畸变，导致电压过零点漂移，改变了线电压之间的位置点，使得控制系统判断错误而误操作等。

　　信阳变压器源的特性非常复杂，因为信阳变压器的产生不仅仅取决于产生信阳变压器的负荷本身，还与电网的短路容量、电网的组成形势以及电网中的其他负荷的性质有关。因此器无法做成定型产品， 必须通过技术人员对信阳变压器源现场情况的测试，然后根据现场测试结果进行专门设计。

　 信阳变压器的治理

　　无源器由电容器， 信阳变压器等适当组合成LC 装置， 器除起作用外， 还兼作信阳变压器作用。LC 器主要有调谐和器，双调谐和器，高通器，C 型器等。实际运用中根据信阳变压器电流的分布及大小以及需求情况设计成几组器，每一组器对应某一次信阳变压器呈低阻抗，高通器对截止频率以上的信阳变压器均呈现低阻抗，C 型具有调谐频带宽，损耗低的特点。器的分组需进行精密计算， 既要滤除主要的信阳变压器电流，也要满足信阳变压器要求，同时还要防止某一词整数次频率下由于器与系统阻抗发生并联谐振而产生的信阳变压器电流放大。

　　本厂通过技术人员对信阳变压器源现场情况的测试后决定采用的10kV 自动成套装置为3 组不等容组合，可根据功率因数定值、需求量依据“先投后切”的原则自动投切通道，使功率因数和信阳变压器稳定在适当的范围内。

　　(1)针对系统需求选项，可同时滤除3 次到7 次的信阳变压器电流，效果明显。

　　(2)既能治理信阳变压器又能信阳变压器。

　　(3)改善冲击负载引起的电流冲击，减少电压波动和抑制电压闪变，提高电压稳定性。

　　(4)可提高功率因数。

　　(5)采用高性能真空断路器投切各支路，完善的控制系统，保护功能齐全，具有短路保护、过压保护、过流保护等，运行可靠，操作简单。

　 信阳变压器治理带来的效益

　　安装信阳变压器治理装置后， 带来明显的经济效益和社会效益：

　　(1)信阳变压器经测试达到国家标准要求，同时能有效的就地信阳变压器，有效的降低了信阳变压器电流，增加了变压器的有效容量，增加相应的带载能力，节电率达10%～30%，减少扩容所需的投资。

　　(2)有效的降低变压器的损耗，提高变压器的安全运行系数， 保证对信阳变压器敏感的保护装置和器件不发生误动作，起到节能降耗的目的。

　　(3)平均信阳变压器滤除率可达70%～80% 以上，减小集肤效应，热损、铜损、铁损、磁损、噪音大为下降，符合国家对能源节约和降耗的指示和可持续发展的要求。

　　(4)有效地抑制信阳变压器电流，提高了电压稳定性，用电质量明显改善，10kV 侧满足国标GB/T14549-93 优化供电质量，进而提高了产品质量，同时避免因信阳变压器造成的交流电波形畸变而造成电网计量具不准而被当地供电部门罚款。

　　(5)功率因数提高到0.92 以上，使电网线损降低并提高配电变压器的承载效率，力率调整费变罚为奖，经济效益明显。

　　(6)提高电网安全经济运行水平，并逐步消除信阳变压器污染，减少信阳变压器对通信、自动装置、电能计量和继电器保护的干扰。