李庆
天津市劳动保障技师学院 天津 300162
摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科技的发展，数字仿真技术得到了良好的普及规范，可在计算机上搭建电力系统的计算框架，通过设备运行参数的输入和输出，模拟当前电路的运行情况，将传统的电力模型转换为数字仿真模型，同时引入弱电谐波对应数值，通过平台仿真模拟计算，确定逆变器等核心器械的应用位置和参数，最终实现弱电谐波抑制。此外，通过数字仿真，还可以引入放强电干扰技术，通过分析谐波谐振过电压的各频数，实现电路弱电谐振抑制。本文就防强电干扰技术下电路弱电谐振抑制仿真展开探讨。
关键词：防强电；弱电谐波；抑制；电路回馈
引言
很多电感元件（如变压器）和电容元件（如输电线路）都存在于电力电路中，振荡回路就是由这些带有电感和电容的元件组成的。在电路运行或电路发生故障时，外界电路和有些振荡回路就引起了谐振，谐振过电压就会在系统的部分元件上产生。谐振过电压持续的时间比操作过电压长很多，它是一种稳态现象，它可以持续十分之几秒还能稳定存在，在电路有新的操作且破坏谐振产生的条件下，才会终止，比较严重的后果就是其过电压会危及设备的绝缘而烧坏设备。电力系统的电阻和电容都是线性参数，电感可能是线性的、非线性的，也可能是周期性变化的。电力系统中一般分为线性谐振、参数谐振、铁磁谐振。
1谐波谐振指数（HRI）
图1为一个典型系统的单相图及该系统在公共耦合点（PCC）处的戴维南等效电路图，电容器组安装在PCC处。
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2发生谐振的典型情况
（1）电力系统中这种带铁心的电感主要是消弧线圈、变压器、电磁式互感器。电容是相间电容以及电感线圈对地的杂散电容，系统发生经典的铁磁谐振是线路故障断线或者不对称开路，线路末端接有空载或者轻微的中性点不接地的变压器，因为回路发生了变化，它与变压器绕组的非线性励磁形成了串联谐振回路，发生这类过电压经常会引起避雷器爆炸，烧坏变压器和绝缘子，或使变压器负载侧相序反转，为防止这种事故的发生，应不使用分相操作的断路器和熔断器，并应该避免变压器空载或轻载运行（负荷在额定容量的20%以下运行被认为是轻载）。（2）电力系统发生谐振的另一种典型情况是：中性点绝缘的系统中母线上接有电磁式电压互感器，在进行某些操作时（如人为让接地故障消失，非同期合闸）都有可能使一相或几相电压瞬间升高，三项铁心受到不同的励磁而呈现不同程度的饱和，使中性点位移而产生谐振过电压，这种过电压如果是基波谐振，就可能出现两相电压对地升高，若是谐波谐振可能导致三相电压同时对地升高。基于笔者十多年在电力系统的运行和实测经验，基波和高次谐波谐振过电压很少超过三倍工频电压有效值，一般均不会有任何危险。对分次谐波谐振过电压，由于阻抗的非线性特征，使激磁电流大大增加，可达到额定激磁电流的几十甚至上百倍，虽然这种情况下过电压系数并不超过2，但是太大的激磁电流会烧毁容丝，或者使互感器发热，进而出现烧坏或者爆炸。
3电路弱电谐振抑制
3.1逆变强电干扰数字模型
逆变强电干扰数字模型是分析当前弱电谐波振动仿真的前提条件，也是进行弱电谐振抑制控制干扰的基础。在弱电网环境下，等效电网阻抗会和当前逆变器产生谐振抑制问题。设计建立单台逆变器输出阻抗模型，以此为单位输出多逆变器并联阻抗模型，通过确定弱电网开环电流频率特性，即可确定系统谐波理论特征。
3.2考虑模式谐振的振荡抑制措施
低频振荡的抑制措施，从本质上来说有两种:（1）控制设备给指定模式加阻尼；（2）改变系统运行点使得改变全部模式阻尼、达到改善低频振荡模式的目的。在附加额外控制器提供阻尼的方法下，附加控制一般集中在发电和输电部分:发电侧主要是对励磁系统增加附加稳定控制，以加装电力系统稳定器(PSS)为主;输电侧主要是利用柔性交流输电技术(FACTS)和直流输电的功率调制技术提供附加控制。但若是谐振导致的低频振荡，在控制器的设计时就不能只考虑阻尼低的模式，而要将模式间相互作用的因素考虑进去，否则在改变控制器参数来给指定模式增加阻尼的过程中，该模式可能会与另一模式发生谐振，使得其中一个模式快速失稳，反而达不到稳定系统的效果。考虑到PSS参数设定不当可能导致模式间发生谐振，改进了PSS参数的设定方法。在此基础上，针对多机电力系统改良了PSS位置设计的方法，在增强抑制区域间振荡效果的同时避免模式谐振的发生。STATCOM的设计和SSSC的设计过程中，对参数的整定和安装位置的选择都需要考虑模式间的交互作用以达到最理想效果。在HVDC交直流混联电网中发现由于直流功率调制技术导致的模式谐振后，将互联区域间的发电机组相角差作为一类反馈量，以改善单独的调制机制，避免模式谐振的发生。可见抑制两个模式间的谐振导致的系统阻尼降低，方法有2类:（1）改变其中一类模式的阻尼使得两模式间阻尼和频率的差异增大，使得谐振发生的条件消失;（2）同时增大两模式的阻尼，此时模式谐振仍可能发生，但不足以影响系统的整体阻尼。格外要明确的是，随着新型控制手段应用、新的电力电子设备的接入，振荡模式谐振威胁系统稳定性的问题可能越来越突出。
结语
电力系统中，谐振常常会发生在很多设备的运行状态中，电磁谐振是电路里的电感和电容等蓄能元件在特定的条件下产生的电磁共振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值，在没有特别需要和设备控制的情况下，这种谐振是有害的，会对电器设备造成很大的破坏，而谐振过电压对电网造成的危害，诸如电网设备绝缘损毁，电压互感器烧毁、保护装置误动作，电压互感器熔丝熔断、甚至造成相间短路等等，所以很有必要加强对这类过电压的防治。
参考文献
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