广州地铁供电系统的谐波抑制
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿随着地铁交通的发展,地铁供电系统谐波问题及无功补偿问题成为影响地铁运营的重要问题。
本文将从地铁供电系统谐波抑制与无功补偿两个方面分析该问题,并提出相应的解决方法。
一、地铁供电系统谐波抑制地铁供电系统的谐波问题主要由于逆变器和其他非线性负载引起。
这些非线性负载引起的谐波会导致电网电压波动和供电系统设备损坏,降低供电系统的稳定性。
因此,谐波抑制是地铁供电系统中一个重要的技术。
首先,采用滤波器可以有效减少谐波污染。
滤波器是一种能够通过滤波器元件滤除主要谐波成分的装置,它的基本原理是采用一些能够消除或减少所需谐波的电容或电感等元件,使其对供电系统产生负载类似的功率等效,从而避免谐波的影响。
其次,采用可调谐谐波滤波器可以对谐波进行更精细和灵活的控制。
可调谐谐波滤波器是一种新型的谐波抑制设备,它采用变容量电容器阻抗的变化来调节其谐波抑制频率,并且具有高效、精确和灵活的控制特性,既能够抑制高次谐波,又能够避免频率转移,具有良好的谐波抑制效果。
二、地铁供电系统无功补偿在地铁供电系统中,经常会出现功率因数较低或无功功率较大的情况,这会导致供电系统的运行效率低下,同时也会增加供电系统的损耗。
因此,无功补偿是地铁供电系统中另一个重要的技术。
一般来说,无功补偿的方法有两种:静态无功补偿和动态无功补偿。
前者采用电容器等元件对供电系统进行直接无功补偿,而后者则利用电力电子装置控制逆变器等,采用强制功率调节法实现无功补偿等效。
其中,静态无功补偿的补偿效果较差,只适用于一般的电力系统;而动态无功补偿的补偿效果更为出色,适用于地铁供电系统等特殊情况。
而对于地铁供电系统,由于功率因数变化较为平稳,因此通常采用静态无功补偿方法常常采用的是联合补偿方式,即并联使用电容器和电抗器,这样就可以实现较好的无功补偿效果。
总之,地铁供电系统谐波抑制与无功补偿对于地铁运营的稳定和安全都有着重要的作用。
在实际工程中,应该根据供电系统特点,选择合适的技术手段,构建稳定、安全、高效的地铁供电系统。
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿方案,介绍了有源电力滤波器的设置方式及容量计算等。
【关键词】地铁供电系统;谐波抵制;无功补偿一、引言地铁供电系统主要包含中压环网系统、牵引供电系统和低压配电系统。
其中中压环网系统取自城市或区域电力网,是地铁供电系统的传输网络;牵引供电系统是地铁供电系统的核心,负责向地铁交通车辆提供电能,主要作用是降压、整流和传输电能;低压配电系统负责向弱电系统、电扶梯、通风空调、给排水、照明系统等车站及区间机电设备分配和传输电能。
地铁供电系统在保证牵引机车和车站机电设备稳定运行的同时,产生的电能质量问题相应增多,如给电网带来了不可忽视的谐波污染。
从节能、保护地铁系统安全运行等方面考虑,均应进行谐波抑制及无功补偿。
二、地铁谐波及无功功率分析1.供电系统谐波供电系统中的各个环节都会产生谐波谐波,主要来自非线性的电气设备,比如具有铁磁饱和的变压器、电抗器,具有强烈的非线性特性的气体放电灯、交流弧焊机等,以电子元件为基础的开关设备整流器、变频器等。
非线性电气设备的显著特点是从电网取用非正弦电流,也就是说即使电源电压是正弦波形,但由于负荷电流不随电压同步变化的特性,使得流过负荷的电流是非正弦波形,主要由基波及其整数倍的谐波组成。
低压供电系统的稳定谐波幅度不随时间变化,如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波,对电网来说表现为恒定的负载。
波动谐波大多来自于激光打印机、复印机、微波炉等等设备的使用,各次谐波的幅值随时间变化,这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。
2.供电系统无功功率地铁供电系统中,大部分用电设备为感性负荷,而配电采用电缆线路,系统整体功率因数较高。
通过对国内已投运地铁线路的统计,白天高峰期时段,主变电所110kV侧功率因数均能达到0.9以上,0.4kV侧的平均功率因数均在0.85以上;夜间低谷时段地铁停运,大量感性负荷被切断,供电电缆由于其充电效应造成容性无功功率倒送到电网,致使功率因数严重下降。
地铁牵引供电系统谐波抑制方法分析
这些电容器的应用对高次谐波十分敏感 , 如果 电容器没有采 取
防范 措 施 , 一 旦 谐 波 产 生将 会 造 成 电容 器 出现 过 电流 以及 局 部
从而增加 电容 器的损耗 , 对 电容器 的使 用寿命 将 提升 , 为了满足运营要求 , 地铁 供电系统 中使用 了大 量的 电气 放 电的现象 ,
带来严重的影响 , 而电容器作为地铁牵引供 电系统 的重 要组成 部分 , 必须对其采取有效 的防护措施 , 可 以通过 串联 电抗 器 的 方式来对 电容器实施保 护 , 在实际 应用 中发 现 , 串联 电抗 器不 仅可 以有效的抑制谐波电流 , 同时对规避谐振 现象也有着一定 的作用 。在 串联电抗器之后 , 感抗 与频率 是成正 比的 , 频率越 高感抗越大 , 因此 , 在地铁牵引供 电系统正常运行 的过程 中, 如 果在电容器 回路上存在串联电抗器 , 可以有效的防护 电容器 高
增加 电力设备运行 的损耗 , 从而增加了地铁运 营的成本 。②
谐 波 会 诱 发 电 网 出现 谐 振 的情 况 , 在 这个 过 程 中会 不 断 的 对 谐
统, 经过近 些年的发展 , 电力 系统得到 不断 的改进 和 完善 , 对提 高地铁 列车运行 的安全性 、 效率性有 着极 大的作 用。 同
时, 相关部 门需要处理好 地铁 牵引供 电 系统谐 波的 问题 , 如何做 好谐 波 的抑制 也 成为 当前地 铁行 业发展 重 点 关注 的
问题 。
段地铁牵引供电系统谐 波主要来源于 车站机 电设 备 以及 机车
牵引装置等。地铁列 车运行的过程 中, 牵引供 电系统主要通过
牵 引 整流 机 组 实 现 向地 铁 列 车 供 给直 流 电源 , 在 这 个 过 程 中 所 产 生 的谐 波 主 要 与输 出 的脉 波 数有 着 直 接 的联 系 , 牵 引 整 流 机
地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案
地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案随着社会经济的发展,地铁供电系统正在持续增长,并在社会经济发展中发挥着重要作用,然而这些系统也存在着一些问题,其中最主要的问题是谐波无功功率。
谐波无功功率一般由电子设备产生,它可以导致高电压,电流不平衡,超负荷等问题,给地铁系统带来严重的负面影响。
因此,为了确保地铁系统的安全运行,有必要制定出一套有效的治理谐波无功功率的综合方案。
首先,要有效的治理谐波无功功率,必须先进行系统电源分析,以确定谐波无功功率的源头。
一旦发现谐波无功功率的来源,就可以采取有效的措施进行治理。
其次,可以采取容性技术,通过容性装置来抑制谐波无功功率,以减少谐波无功功率给接入电源系统带来的负面影响。
此外,可以运用PFC技术,采用智能变压器配合综合控制系统,可以有效的抑制谐波无功功率,以提高系统的运行性能。
另外,可以采用低损耗绝缘技术,将接入到地铁电源系统的电源屏蔽层进行优化,以确保谐波无功功率与被动系统之间的电源隔离。
此外,地铁电源系统还可以采取更多技术措施来治理谐波无功功率,以便在长期经营中保护设备,提升电源系统的可靠性。
例如,采用电力负载管理系统,可以对相应的设备进行控制,从而有效的抑制谐波无功功率。
另外,可以使用滤波技术,采用EMI滤波器,将谐波无功功率滤除,以降低接入电源系统的潜在威胁。
总结而言,地铁电源系统谐波无功功率治理的综合方案包括电源分析、容性技术、PFC技术、低损耗绝缘技术、电力负载管理和滤波技术等,这些技术都可以有效的抑制谐波无功功率,以更好的保障地铁系统的安全,可靠,稳定的运行。
地铁供电系统的谐波无功功率的治理方案,有助于确保电源质量的改善,并且还能延长系统的使用寿命,提高电源系统的性能。
因此,地铁供电系统谐波无功功率的治理方案必须认真设计,针对不同情景确定不同的治理方案,以确保地铁系统的安全运行。
广州地铁供电系统的谐波抑制
广州地铁供电系统的谐波抑制摘要:利用西门子“SALOMON”程序对广州地铁供电系统进行谐波分析和预测,确定广州地铁用电系统的谐波抑制措施,以提高电能质量,确保地铁供电网的电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率符合规程的要求,使各车站电气设备安全经济地运行。
关键词:地铁;供电系统;谐波;滤波电路1系统概况广州地铁一号线全长18.4 km,有16个车站、1个车辆段和1个控制中心。
全线设置8座33/1.5 kV DC,33/0.4 kV牵引降压混合变电所(简称TPLS);25座33/0.4 kV降压变电所(简称PLS)。
33 kV线路采用双回240(300)mm2的XLPE电缆,按4个供电区域内各车站变电所分别环接,组成33 kV环网供电,并在公园前车站设环网分段点。
每个TPLS内均设置2台整流机组,采用12相全波脉动整流方式,通过直流馈线以1.5 kV向地铁车辆供电。
每个TPLS和PLS均设置2台动力变压器,降压至0.4 kV向车站、区间的动力、照明、通信、信号、防灾报警、电力监控、车站设备监控和自动售检票等系统供电。
地铁33 kV环网与广东电力系统的联接点设在地铁专用的2座变电站,即110/33 kV坑口(MPS1)及广和(MPS2)主变所,分别由220 kV芳村站和220 kV天河站各提供2回取自不同母线的110 kV专线电源。
MPS 内均设置2台31.5 MVA,110/35 kV主变压器,正常运行时,两台主变压器分裂运行;当一台主变压器故障或一路电源线路故障时,另一台主变压器负担全站负荷用电。
地铁供电系统中的波形畸变主要来源于车辆牵引供电的整流、逆变装置,其次是直流电源成套装置及其他电子装置。
为了保证电网和用电设备安全经济地运行,广州地铁总公司对地铁供电系统的高次谐波采取了抑制措施。
2模拟计算供电系统的谐波情况利用西门子公司的“SALOMON”软件,计算分析广州地铁一号线供电系统在初期(1998年)、中期(2008年)及后期(2023年)的谐波情况,对比加装滤波装置的前后结果,确定装设滤波装置的方案。
抑制谐波方案
地铁BAS——抑制谐波方案4.谐波干扰4.1有关谐波干扰的问题BAS系统设备是否对电网有谐波干扰?如何解决?4.2有关谐波干扰问题的答复地铁BAS系统对电网有谐波干扰,解决方案如下论述:4.2.1谐波的产生电网谐波来自于3个方面:一是发电源质量不高产生谐波;二是输配电系统产生谐波;三是用电设备产生的谐波。
其中用电设备产生的谐波最多。
发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。
输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大,其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。
在用电设备中,下面一些设备都能产生谐波。
晶闸管整流设备。
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用,给电网造成了大量的谐波。
我们知道,晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的谐波。
如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的30%;接容性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随电容值的增大而增大。
如果整流装置为三相全控桥6脉整流器,变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整流器,也还有11次及以上奇次谐波电流。
经统计表明:由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。
变频装置。
变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中,由于采用了相位控制,谐波成份很复杂,除含有整数次谐波外,还含有分数次谐波,这类装置的功率一般较大,随着变频调速的发展,对电网造成的谐波也越来越多。
供电系统谐波的产生原因和抑制方法
供电系统谐波的产生原因和抑制方法一、供电系统谐波的产生原因1.非线性负载:非线性负载是谐波产生的主要原因之一、当负载器件的电流与电压的关系远离线性特性时,会产生谐波。
2.整流装置:电力系统中使用的整流装置(如整流器、UPS电源等)都属于非线性负载,其波形形状和额定电压的频率和倍频数之间存在不同的谐波关系。
3.瞬时切换:当电力系统中出现瞬时的负载切换时,会产生谐波。
例如大功率电机启动时的电流冲击。
4.不良的电缆和变压器设计:电缆和变压器的设计不良也会导致谐波的产生。
比如电缆线的电感值较大或者变压器的饱和磁导率不合适等。
5.并联谐振:电力系统中存在并联谐振现象时,会导致谐波的产生。
并联谐振一般是由于电容负载和电感负载的阻抗匹配不良所致。
二、供电系统谐波的抑制方法1.使用线性负载:线性负载的电流和电压之间呈线性关系,因此能够减少谐波的产生。
选择和使用线性负载装置可以有效地降低谐波水平。
2.滤波器:在电力系统中加装滤波器是最常用的谐波抑制方法之一、滤波器可以根据谐波频率的不同,利用谐振电路的特性将谐波分量从电力系统中滤除。
3.调整负载的连接方式:调整负载的连接方式可以减少谐波的产生。
例如,将三相非线性负载从星形连接改为三角形连接,可以减小系统中的零序谐波。
4.限制电容补偿:电容补偿在电力系统中具有调节功率因数和稳定电压的作用,但同时也会引入谐波。
限制电容补偿的容量和位置,可以减少谐波的影响。
5.优化电力系统的设计:合理的电力系统设计可以减少谐波的产生。
例如,选择合适的电缆和变压器设计,提高设备的质量等。
6.使用谐波滤波器装置:谐波滤波器装置是专门用于抑制谐波的设备。
根据系统谐波的频率和倍频数,选择合适的谐波滤波器装置可以有效地消除谐波。
综上所述,供电系统谐波产生的原因主要包括非线性负载、整流装置、瞬时切换、不良设计以及并联谐振等。
要抑制谐波,可以采取使用线性负载、滤波器、调整负载的连接方式、限制电容补偿、优化电力系统设计以及使用谐波滤波器装置等方法。
浅谈地铁供电系统的谐波计算及有效抑制
浅谈地铁供电系统的谐波计算及有效抑制罗媛(成都轨道交通有限公司四川成都 610031)摘 要:地铁供电系统中的谐波对于电力系统的危害很大,因此为保证地铁供电系统中电网以及用电设备经济安全的运行,要对谐波进行计算分析,并采取有效的抑制措施。
根据某地铁工程的实际情况进行阐述。
关键词:地铁供电系统;谐波计算;谐波抑制中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0110031-01电力系统中波形畸变主要的来源就是RLC元件的非线性以及大量的电源滤波器、混合滤波器以及无源滤波器,其中无源滤波器技术成熟、成本力电子装置两个方而。
而地铁供电系统中的波形畸变主要来自车辆牵引较低,因此可以在两个主变所的33KV侧集中装设无源滤波器。
供电的逆变和整流装置;其次来自于直流电源的成套装置和其它的电子2)滤波装置。
该地铁工程谐波抑制装置是在33KV电网中消除11次以装置等。
谐波会增加线路消耗、影响自动控制装置和继电保护装置的正及5次的调谐波回路,同时也可以对13次和7次等领件谐波时行有效抑制,常运行、增加测量仪表的测量误差、产生客外的热损耗、降低用电设备从而使地铁的供电系统符合标准要求。
的安全性、干扰通迅信号等。
我们先结合某地铁工程的实际情况对谐波 2.2 0.4KV电网电感性无功功率和谐波的补偿进行计算。
1)装补偿电容。
在0.4KV两段母线位置装设电容器组,进行地铁各站两端变电所的集中补偿,且补偿后的功率因数大于0.9,每段母线均装无1 谐波计算功功率自动补偿装置,再根据功率因数的不同自动切除或逐级投入电容地铁供电系统具有谐波源,其潮流由两部分组成,分别是基本潮流和器。
谐波潮流,基于某地铁工程的实际情况对地铁供电系统的谐波进行如下计2)配备扼流线圈。
除装设补偿电容外还要在电容前串接扼流线圈,算:从而保证在有非线性用电设备的0.4KV电网中进行无功功率补偿。
1.1 系统概况。
某地铁工程全长18.4km,共十六个站以及一个控制3 电力设备采购注意事项中心和一个车辆段,全段共有8座33/0.4KV以及33kv/1500VDC牵引降压混合变电所(以下简称TPLS),和25座33/0.4KV降压变电所(以下简称在采购滤波装置、补偿电容装置等相关设备时,除要了解设备的主要PLS)。
轨道交通供电系统电力谐波的分析和治理
轨道交通供电系统电力谐波的分析和治理通过对当前轨道交通供电系统电力谐波产生的原因危害以及相应措施进行分析,揭示了在不同情况下供电系统的谐波的产生和解决措施,表明降低谐波对当前社会供电系统发展的必须性,同时这也是提高我国轨道交通供电系统安全的必然保障。
标签:轨道供电系统;电力谐波;谐波分析;措施1 轨道交通供电系统电力谐波分析轨道交通成为伴随现代化经济发展的交通工具,具有运量大、舒适安全、速度快和绿色环保等迎合可持续发展要求的优点,有效的缓解了现代化城市交通拥挤状况,改善了居民出行条件。
目前城市交通供电系统网对轨道交通系统采用了分散供电方式、集中供电方式和混合供电方式三种,但由于我国的供电系统起步晚、供电方式不完善,随之也出现了许多问题。
轨道交通牵引供电系统采用整流设备向电动车组提供其所需直流电源,形成了主要的谐波源,但是当谐波含量超过一定范围时,就会对电力供电系统、城市轨道交通的照明系统等一系供电系统产生严重危害。
2 电力谐波的发生原因及危害由于牵引整流装置、整流逆变装置和照明装置的广泛使用,导致轨道交通供电系统产生大量谐波。
另外,在轨道交通供电系统中,也有很大部分的非线性负荷投入使用,不仅吸收大量基波,还把一部分功率转化为谐波功率注入系统,从而成为系统的谐波源,成为产生谐波的最根本原因。
2.1 整流装置的脉动数有限在轨道交通供电系统中,牵引变电所里面的整流装置在工作过程中产生的谐波是供电系统产生谐波的主要原因。
整流装置的换相不能瞬间完成以及脉动数带来的局限性,谐波的产生可能有连续不断的幅值频谱,不能准确的把握由于整流装置脉动数的不足等都能引起轨道交通供电系统电力谐波的产生,从而影响供电系统的输出质量和交通供电安全。
2.2 干扰通信系统以及其他设备谐波通过电气传导、电磁感应等多种途径对通信系统产生干扰,降低通话的清晰度,引起危害过电压等。
除通信系统外,谐波也会对其他设备产生影响,比如,降低断路器的开断能力,增大断弧的难度;延迟甚至阻碍消弧线圈的灭弧功能;电压互感器也会因为谐振而受到不同程度的损害。
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿摘要:本文首先阐述了地铁的供电系统,接着分析了地铁供电系统谐波电流和无功功率的危害,最后对地铁供电系统谐波电流和无功功率的治理进行了探讨。
关键词:地铁供电系统;谐波电流;无功补偿引言:地铁在城市轨道交通中起着重要作用,而且越来越明显。
它提供了许多优点,例如无污染、速度、安全、准时、可靠等。
地铁的使用促进了土地的有效利用,为城市居民创造了有利的环境。
地铁是现代化的交通工具,得到人民、政府和社会的广泛认可。
本文为了进一步提高地铁的安全性和可靠性,对地铁的供电进行了检查,研究了发动机的谐波和故障,使地铁能够可靠地运行。
1地铁的供电系统地铁供电系统的功能是地铁列车和电器的供应,是地铁的重要组成部分和能源来源。
地铁供应系统分为外部和内部供应系统。
一个外部供电系统,一个通过主要过渡网进入城市电网的地铁高压系统,可以用三种不同的方式运行:集中、分散、结合。
地铁供给系统内部由列车配送系统和动态照明系统组成,其中地铁供给系统是由牵引电站和地铁发动机接触网组成的供给系统的核心;电力系统负责为各种照明设备、电力、通信和自动化系统提供区段和站。
2地铁供电系统谐波电流和无功功率的危害2.1在谐波电流方面地铁网在运行过程中产生谐波电流。
一般来说,电源供应器群组电流的电压流量是由电源供应器控制的,通常是在12脉冲和24脉冲电流上。
聚合电源接通后5、11、23、25个周期。
在社会经济稳定的背景下,地铁网络中使用的电气设备通常节能,变频技术广泛应用。
从而导致低压配电系统出现较大的谐波失真。
照明系统以电子放大器的形式运行,频率为三倍。
空调、电梯以5到7倍的频率运行。
谐波电流波动的危险主要体现在对地铁供电的影响上,可能导致偏差。
在此基础上,电力逐渐增加,直接影响到地铁供电系统的安全性,它们还危及电力系统的安全,和谐的环境污染可能影响整个城市的电力系统,谐波电流的具体缺点是过载电流使电容器永久发热,超出了安全极限。
城市轨道交通供电系统谐波分析
城市轨道交通供电系统谐波分析摘要:轨道交通供电系统中较多的为非线性负荷,存在大量的电机、UPS 电源、变频器等装置,这些设备产生大量的谐波,使电力系统正弦波形畸变,电能质量降低,本文对谐波的产生及危害进行了分类阐述,并对轨道交通供电系统内主要负荷如何抑制谐波给出了具体的措施。
关键词:轨道交通功率因数谐波损耗1 引言城市轨道交通中存在非线性负荷,除牵引整流机组外,还存在大量荧光灯、UPS电源、变频器及软启动装置等。
这些设备产生大量的谐波,使电力系统正弦波形畸变,电能质量降低。
谐波需要综合治理,首先从谐波源头进行限制,其次采取必要技术措施以降低谐波的危害程度。
2 谐波分析2.1 谐波的产生在理想干净的电力系统中,电源和电压都是纯粹的正弦波,由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性,即所加的电压与产生的电流不成线性(正比)关系而造成波形畸变。
当电力系统向非线性设备及负荷供电时,这些设备或负荷在传递(如变压器)、变换(如交直流换流器)、吸收(如电弧炉)系统发电机所供给的基波能量的同时,又把部分基波能量转换为谐波能量,向系统倒送大量的高次谐波,使电力系统的正弦波形畸变,电能质量降低。
城轨供电系统中的谐波源主要为电子开关型,即城市轨道交通中广泛使用各种交直流换流装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备。
(1)牵引供电系统谐波牵引供电系统是城轨供电系统的主要谐波源。
其中采用的牵引整流机组,属于非线性受电设备,电压畸变的程度取决于整流装置容量和电网容量的相对比值及供电系统对谐波频率的阻抗。
当然,非正弦电压施加在线性电路上时,电流也是非正弦波。
这种非正弦电流波形,由于系统的参数、牵引整流机组的整流相数、接线方式的不同,波形畸变程度也不同。
整流相数(脉波数)越多,整流电压越平稳,纹波系数也低,所产生谐波的次数越高,特征谐波和非特征谐波的含量越低,若采用12脉波整流,理论上讲,只产生11、13、23、25次以上特征谐波,而24脉波整流只产生23、25次以上特征谐波。
供电系统中谐波的危害及其抑制措施
供电系统中谐波的危害及其抑制措施谐波对供电系统的危害主要体现在以下几个方面:1.电力系统损耗增加:谐波会导致电线和变压器的额定容量下降,从而增加系统的电阻和电抗损耗。
这会导致能源的浪费和电力系统效率的降低。
2.电压失真:谐波会引起电压波形的失真,导致电压的畸变。
这种电压畸变可能会导致灯泡闪烁、电机振动加剧以及其他故障或损坏。
3.电流畸变:谐波引起电流波形的畸变,使电流的有效值增大。
这可能导致设备过载、电缆和开关设备发热以及电动机过热。
4.故障的引发:谐波可能导致电力系统中的谐振现象。
当谐振发生时,电流和电压放大,可能导致设备损坏和系统故障。
为了抑制供电系统中的谐波,下面列举了一些有效的措施:1.使用滤波器:滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。
它们可以作为附加电路连接到系统中,以减小谐波的影响。
滤波器可根据谐波频率进行设计,以达到减小谐波幅值和失真的效果。
2.优化设备:设计和选择具有低谐波发生率的电气设备,例如低谐波电源和电机。
这些设备可以降低谐波幅值,从而减小谐波对供电系统的影响。
3.使用变压器:通过使用多螺绕变压器可减小谐波幅值。
这种变压器通过额外的绕组消耗谐波分量,从而阻止谐波进入供电系统。
4.电网规划和设计:在电网规划和设计阶段,谐波的抑制需被纳入考虑。
通过合理规划供电系统的容量和结构,可以降低谐波的幅值和频率,从而减小谐波对系统的影响。
5.教育和培训:对电力系统运维人员进行相关培训以提高他们对谐波的认识,并了解合适的措施来减小谐波的影响。
总结起来,供电系统中的谐波产生了一系列危害,包括电力系统损耗增加、电压和电流失真、设备过载和谐振现象的引发等。
为了减小这些危害,应采取一系列的抑制措施,如使用滤波器、优化设备、使用变压器、优化电网规划以及加强教育和培训等。
最终,有效地抑制谐波会提高供电系统的可靠性,提升电气设备的性能,减少故障和损坏的风险。
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿
地铁供电系统谐波抑制与无功补偿作者:赵子焜来源:《科学与财富》2016年第36期摘要:随着国内外项目的广泛开展、非线性负载在电力系统的广泛应用,电能质量问题越来越受到关注。
谐波与无功补偿密切相关,并联电容器组会引起谐波电流放大以及谐波谐振,使其自身因谐波过流而发生损坏,同时对电力系统产生恶劣影响。
深入研究无功补偿和谐波抑制技术可避免设备损坏、产品报废、试验失败、数据丢失等事故的发生,优化电能质量。
地铁供电系统谐波源多样,产生的谐波种类也比较复杂为此本文针提出谐波抑制和无功补偿的解决方案。
关键词:地铁供电系统;谐波抑制;无功补偿一、做到地铁供电系统谐波抑制与无功补偿的重要意义地铁各类用电设备均为运营服务,如何消除谐波电流和无功功率对电网造成的影响,为地铁供电系统中电气设备的使用创造一个既安全又经济的环境是十分重要的问题。
为提高供电系统电能质量,综合解决谐波、无功功率问题,谐波及无功功率不仅造成建设投资浪费和运营成本增大,危及电网本身及其接入设备,严重时还可能影响地铁行车安全。
随着地铁建设的开展和运营经验的积累,地铁供电系统的电能质量问题成为业界普遍关注的焦点。
二、谐波的危害及无功功率的影响1.对电力电容器的影响:随着谐波电压的增高,会加速电容器的老化,使电容器的损耗系数增大、附加损耗增加,从而容易发生故障和缩短电容器的寿命。
另一方面,电容器的电容与电网的感抗组成的谐振回路的谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时,就会产生谐波电流放大,使得电容器因过热、过电压等而不能正常运行。
2.对继电保护和自动装置的影响:谐波对电力系统中以负序(基波)量为基础的继电保护和自动装置的影响十分严重。
这是由于这些按负序(基波)量整定的保护装置,整定值小、灵敏度高。
如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰,则会引起负序电流保护误动、变电站主变的复合电压启动过电流保护装置负序电压元件误动、母线差动保护的负序电压闭锁元件误动,以及线路各种型号的距离保护、高频保护、故障录波器、自动准同期装置等发生误动,严重威胁电力系统的安全运行。
轨道车辆变频空调系统谐波干扰及抑制措施
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 71<<下转72页【关键词】轨道车辆变频空调系统 谐波干扰 抑制措施1 概述随着轨道交通行业节能环保概念的提出,轨道车辆空调系统开始向变频方向发展,由于变频器采用了大量的非线性元件,将产生谐波,对车上用电设备造成干扰,影响正常工作。
2 变频器谐波的产生及危害轨道车辆空调根据车厢内外温度,通过变频器对压缩机自动调频运行,达到节能、舒适乘车环境的目的,车上供电系统如图1。
2.1 变频器谐波的产生空调系统变频器供电主要来自于车上辅助逆变器提供AC380V/50HZ 正弦波电源通过:整流、中间直流环节、IGBT 逆变、控制等四个环节,实现变频器变频功能。
通过测试,变频器运行时产生的谐波集中在5、7、11、13次。
2.2 变频器谐波的危害变频器谐波的产生,会对车上供电设备以及自身产生影响:(1)影响变频器自身的性能,在输入测,变频器电流畸变率较高,直接降低变频器主回路功率器件的设计余量,导致变频器工作不稳轨道车辆变频空调系统谐波干扰及抑制措施文/刘国庆定,同时,也会通过传导、辅射影响其变频器控制电路,导致各种误动作;(2)变频器谐波对辅助逆变器及其它用电设备产生影响,如使用寿命、异响、绝缘破坏、加速老化等。
3 变频器谐波抑制措施研究3.1 一般措施(1)合理布线,变频器的动力输入与输出,需保持一定的间距,尽量使用屏蔽线;动力线与控制线需分开成不同的路径走线,空间上无法分开时,尽量使动力线与控制线垂直交叉布置,降低对控制信号的干扰;(2)变频器采用铁壳,屏蔽变频器对外辐射,隔离外界对变频器本身的干扰;(3)加装隔离器,通过电-磁-电的转换,避免电源与变频器输入端由于电气连接产生的干扰而影响车上电网。
3.2 滤波器、电抗器滤波抑制措施(1)在变频器交流供电回路安装交流电抗器可以防止高次谐波直接传入车上电网,同时,防止车上电网电压波动和电流冲击对变频器的影响;(2)在变频器直流母线安装直流电抗器,可以减少电流中的谐波成分以及电流的脉动,延长滤波电容寿命,提高变频器功率因素;(3)在变频器交流供电回路安装无源滤波器,防止对车上其它产生干扰。
地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案
地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案是对地铁供电系统中存在的谐波无功功率问题的有效解决方案。
本文将介绍这一方案的主要内容,并从谐波无功功率分析、系统能量管理及补偿措施几个方面来详细论述如何有效地控制和治理地铁供电系统谐波无功功率。
一、谐波无功功率分析谐波无功功率是指地铁供电系统中因谐波影响产生的负载无功功率。
谐波无功功率的主要成分是由于负载电气元件存在的谐波而产生的无功功率。
谐波无功功率在电力系统中会造成三个主要问题:首先,谐波无功功率会影响电力系统的电压稳定性,即当谐波无功功率大于系统无功功率容量时,系统会产生电压不稳定;其次,谐波无功功率会使系统设备受到电磁辐射,影响设备的正常工作;最后,谐波无功功率会使电力系统的电力因数下降,影响系统的电能利用率。
二、系统能量管理地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案中,首先要重视系统能量管理。
通过对系统负载的检测与监控,有效地控制负载的谐波,减少谐波无功功率的产生,甚至可以降低系统的总无功功率。
此外,也可以采用柔性配电技术,实现系统负载的动态调度,尽可能地抑制负载谐波产生,进而改善系统电压稳定性。
三、补偿措施除了上述能量管理措施外,对于已经存在的谐波无功功率,还可以采取补偿措施。
例如,采用电容补偿装置或无功补偿装置,以减少谐波无功功率,调节系统电压。
针对电容器补偿装置,可根据系统的情况,选择不同的补偿比例,以期达到最佳的效果。
此外,也可以采用无功补偿装置,即可变无功补偿装置,通过智能化控制,可以实现自动补偿,以改善系统电压稳定性。
本文综述了地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案。
从谐波无功功率分析、系统能量管理及补偿措施几个方面介绍了如何有效地控制和治理地铁供电系统谐波无功功率。
只有通过系统的综合治理,才能最大限度地把握系统的电压稳定性,保障系统的安全可靠运行。
地铁配电系统谐波产生原因及危害分析
地铁配电系统谐波产生原因及危害分析地铁在正常运行中经常会受到地铁配电系统谐波的干扰。
在地铁配电系统出现谐波的时候,相关的工作人员需要全面的对谐波问题进行分析,积极的查找原因,并且采取有效的措施进行解决,才能够保持地铁良好的运行状态。
标签:地铁配电系统;谐波;原因;危害前言地铁配电系统谐波对地铁的良好运行具有非常大的危害,因此,相关的工作人员需要充分认识到谐波的危害,进而在实际的工作中进行有效的预防。
下面将对此问题进行具体的分析。
1 地铁配电系统谐波产生的原因近些年我国地铁配电系统受到谐波电流影响而造成电路或设备的故障,并将故障扩大化的现象已有很多例,谐波电流对地铁配电系统的影响也是有目共睹的,谐波电流多产生于用电、发输电、供变电等环节,尤其是用电环节中所产生的谐波电流较多[1]。
在地铁配电系统中,整流装置、铁磁性元件设备等是谐波电流的主要产生原因,谐波电流产生原因具体如下:1.1 非线性电光源地铁配电系统中会涉及到荧光灯的使用,荧光灯具有显色性好、光效高、可以调光等优点,但是荧光灯需配用电子镇流器才能实现调光的功能,而在使用的过程中就会产生奇次谐波,而且,为了提高荧光灯的功率因数,会将其并联到电容器上,而这将会造成谐波的放大[2]。
1.2 变频器变频器是配电系统的主要部件,负责对配电的变频工作,应用领域极为广泛,主要以交流-交流的变频、交流-直流的变频等两种类型,在使用中两者都采用的是相位控制技术,而在变频转换后就会产生谐波。
1.3 风机水泵风机、水泵被应用到多个场所,在运行中会消耗大量的电能,而这对于一些场所应用功率较大的风机、水泵,会造成大量的能源消耗,而为了节省的消耗,会对风机、水泵配备变频控制器和软启动器,从而实现改善设备的运行节能效果,但是,变频控制器大多都是采用三相桥式的整流电路,在运行中会产生5次谐波电流或7次谐波电流。
1.4 电弧现象电弧现象多发生在电源检修的环节,如对地铁车站区间隧道、风机房等区域的检查会发现电弧的现象,而电弧发生会伴有负阻特性,也就会产生谐波电流,当然,检修过程产生的电弧时间较短,谐波对配电系统的影响也极小。
地铁牵引供电系统谐波抑制和无功补偿的研究
地铁牵引供电系统谐波抑制和无功补偿的研究摘要:地铁供电系统主要包括中压回路网、牵引供电系统和低压供电系统。
其中,中压环网来自城市或地区电网,是地铁供电系统的传输网。
本文对地铁牵引供电系统谐波抑制和无功补偿进行分析,以供参考。
关键词:地铁供电系统;牵引供电系统;谐波抑制;无功补偿引言地铁具有速度快、无污染、工作安全可靠、准时方便、乘坐舒适、占用地面空间少等明显的优势,它已逐渐成为有效解决大中城市交通紧张状况的首选。
但与此同时,地铁直流牵引供电系统因受天气或人为因素的影响,存在发生故障的概率,给该系统的运行与维护带来了新的问题与挑战。
1供电系统谐波连接地铁电网的非线性电气设备数量的增加,由于技术的发展和节能需求的增加,导致运行中的二次谐波较多。
谐波主要来自机车牵引装置和车站机电设备两部分。
地铁供应系统为列车提供直流供电,为列车提供列车容量,列车产生的谐波电流与出口脉冲数和引导整个浮动的地铁供应系统的脉冲数相结合,通常具有谐波电流24,通常与23或25谐波电流和实际实验数相联系。
2专用轨回流的列车负极母线与车体绝缘的检测分析列车负极母线与车体发生短路状态:①电动转换开关EDS处于ST位置,列车处于专用轨回流方式。
列车专用轨回流的负极母线与车体间的假定“短接处”,当该处发生短接时,列车专用轨回流的负极母线与车体相连,车体通过接地电阻与走行轨相连,故列车专用轨回流的负极母线与走行轨接通。
此时,一部分电流通过专用轨回流;另一部分电流通过车体,经过电流传感器LH,再经过接地电阻流通到走行轨,电流传感器LH可检测出此时该处有电流流过。
②电动转换开关EDS处于WT位置,列车处于走行轨回流方式。
列车专用轨回流的负极母线与车体间的假定“短接处”,当该处发生短接时,列车专用轨回流的负极母线与车体相连,车体通过接地电阻与走行轨相连,故列车专用轨回流的负极母线与走行轨接通。
但此时列车主电路的电流通过走行轨回流,电流传感器LH检测此时该处无电流流过。
地铁配电系统谐波产生原因及危害分析
地铁配电系统谐波产生原因及危害分析地铁配电系统是地铁运营的重要组成部分,其正常运行对于保障地铁线路的稳定运行至关重要。
然而,由于地铁配电系统中存在的各种电气设备和非线性负荷,会导致谐波的产生。
谐波是指频率为基波频率的整数倍的电力系统中出现的非基波电压和电流。
谐波产生的原因主要有以下几个方面:1.非线性负荷:地铁系统中存在着大量的非线性负荷,如电机、逆变器、变频器等。
这些非线性负荷在工作时会对电网产生谐波扰动,使得谐波电流和谐波电压产生。
2.电气设备:地铁配电系统中的各种电气设备也可能会产生谐波,如电网相电抗、变压器漏电感以及绕组电阻对电压的调整等都会引起谐波的产生。
3.电源类型:地铁配电系统的电源类型多种多样,有直流电源和交流电源。
其中,交流电源较为常见,而交流电源中转换的直流电流通过整流装置后接入配电系统时可能会产生谐波。
谐波的产生给地铁配电系统带来了一系列的危害,主要表现在以下几个方面:1.谐波电流会给设备造成过载和加速老化。
谐波电流会导致设备过载,使电气设备的工作温度升高,降低设备的使用寿命。
特别是电机,谐波电流会使其振动和噪声增加,加速绝缘老化,使维修和更换设备的频率增加。
2.引起功率因数下降。
谐波电流会引起系统中的总功率因数下降,导致功率因数低于标准值,使得系统效率降低,增加输电损耗,并会对电网稳定性产生影响。
3.干扰电气系统的正常运行。
谐波电流和谐波电压会使电网中的其他设备产生干扰,降低电气系统的性能。
例如,谐波会干扰到计量仪表的准确性,造成计量误差。
4.影响电网的质量。
谐波电流和谐波电压会引起电压波形畸变,使电网中的电压质量下降,如电压失真、电压偏移、电压不平衡等现象。
为了解决谐波问题,可以采取以下措施:1.合理设计地铁配电系统,减少非线性负荷。
在设计地铁配电系统时,应充分考虑非线性负荷的特性,避免或减少非线性负荷的使用,如采用大容量的直流电源而不是交流电源。
2.使用谐波滤波器。
在地铁配电系统中增加谐波滤波器,可以有效地滤除谐波电流和谐波电压,减少谐波对电网的影响。
地铁低压谐波的危害及抑制措施
地铁低压谐波的危害及抑制措施【摘要】在城市道路交通日益拥堵的今天,地铁以其快捷方便、安全等优势受到越来越大的青睐,发展也日新月异。
但地铁低压配电系统中存在大量谐波,本文就地铁谐波产生的原因、谐波对供电系统各设备的危害等方面分析了谐波治理的必要性。
结合实践经验和理论知识,提出了相应的抑制措施,具有一定的现实理论指导意义。
【关键词】地铁低压谐波;原因;危害;防治方法一、前言在地铁低压供电系统中,不可避免的会存在低压谐波,直接对配电网造成了一定的影响,因此,在电网中需要用轨道交通监控设备对电网谐波分量进行及时准确地监测。
更好的分析低压谐波的来源,更好的规避其给地铁运行带来的影响。
二、地铁低压谐波产生的原因在地铁中为给乘客一个舒适的乘车的环境,地铁中有很多各种照明和风机等设备;为这些设备配电的低压系统中普遍采用的各种变频装置,非线性的电光源,UPS、EPS电源等均会产生大量的3、5、7、11、13等次的谐波电流,而谐波电流在电网中流窜甚至放大,产生振动、噪音、过热,严重时甚至烧毁电气设备,引起各种故障和事故,对电网将造成严重的污染。
另一方面,由于地铁大量使用感性负荷,尤其是低压系统在白天高峰期时段将产生大量的无功功率,经实测其功率因数不到0.9,未达到国家标准,而夜间低谷期时段地铁停运,大量感性负荷被切断,但是供电电缆由于其充电效应将造成容性无功大量倒送电网的现象,致使功率因数严重下降,仅为0.3-0.4左右,浪费严重,需要重点治理。
三、地铁低压谐波的危害地铁低压配电系统中的谐波不仅危害配电网络本身,而且危害其周边的配电设施。
一方面使电能的传输和利用效率降低,使电气设备过热,产生振动和噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁。
另一方面还可能引起低压配电系统局部出现并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。
更严重的是谐波还会引起继电器保护和自动控制装置误动作,也使电能计量出现混乱。
地铁牵引供电系统谐波抑制和无功补偿的研究
地铁牵引供电系统谐波抑制和无功补偿的研究摘要:随着人们生活水平的提高,近几年,虽然我国高速铁路的发展取得了举世瞩目的成就,但从中也发现了一些不小的隐患。
高速铁路的负载电力机车具有以下特点:单相供电、机车内部的电压波动较大、且机车为非线性的负载。
而电力系统是三相供电的,从牵引网再注入回电网中的电压、电流,必定会造成电网中三相不平衡等问题,给牵引网上也带来负序、谐波和无功电流。
那么,我们对机车内部电力电子器件以及对牵引变电系统内部的各种设备和供电质量都是不小的挑战。
关键词:地铁牵引;供电系统;谐波抑制;无功补偿;研究引言城市轨道交通目前作为大都市的主流出行手段,相比于其他交通方式具有更加方便、快捷、运量大、绿色环保、准点率高等明显的优势,因此是有效缓解目前国内外城市交通日益拥挤状况的首要选择。
加大力度改善城市公共交通的各方面服务水平,给居民营造绿色出行的环境,逐渐成为了各个国家的努力S标。
目前,我国城市轨道交通种类发展齐全,有着如地铁、跨座式单轨、磁悬浮和轻轨等多种交通方式。
在我国城市轨道交通需求旺盛和高速发展阶段,研究我国城市轨道交通发展的相关问题,不断推动节能环保新技术在城市轨道交通系统中的应用,进行系统优化配置,进一步大力降低城市轨道交通的系统建设和后期运营维护成本,具有十分重要的现实意义。
1地铁牵引系统无功补偿由于地铁轨道交通供电系统不仅其运行分为高峰、低谷期,系统本身还存在着变频调速设备、再生能量回馈系统以及大功率整流机组等一系列非线性设备;另一方面,长电缆线路大量的充电无功使得系统波动性较大,这些都导致了功率因数过低、电压波动及闪变等一系列无功问题。
近年来,国内外研究者对地铁牵引供电系统中出现的一系列无功问题进行了探讨,使用节点电压法,通过使用集中供电和分散供电的模型来建立城市轨道交通供电系统功率因数分析的算法。
探究了整流机组对整个供电系统功率因数的影响,进而引申出一种使用 STATCOM 来改善功率因数的理论。
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H, z 仅吸收少I的第 5 次谐波, 但对含有高次谐 波的3 k 3 V电网却起到了阻隔作用。 33 变流.请波抑翻 . 为了减少整流机组产生的谐波含t, 广州地铁 在车辆段试用顺德特种变压器厂生产的 2 4 台2 相 脉波整流变压器代替德国生产的25 A, k . MV 3 V 3 1 脉波整流变压器。 2 理论上 1 脉波整流机组只产生 1 次、1 次、 2 1 3 2 次和2 次谐波, 4 3 5 . 脉波整流机组只产生2 次、 2 3 2 次谐波。实际上由于交流系统三相阻抗及电压, 5 尤其是整流变压器三相阻扰的不平衡,1 脉波整 2 流机组还产生 5 7 次、 次谐波, 4 2 脉波整流机组也 产生5 次、7 次、1 次、1 1 3次谐波。这些谐波的 大小主要决定于整流机组的制造技术。一般 n 次、
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文章.号:10- 0 (990- 2- 07 9X 19)5 00 3 2 0 0
广州地铁供电系统的谐波抑制
(. 1 广州市地下铁道总公司,广东 广州50 1; 广东省水利电力劫洲设计研究陇,广东 广州504) 100 2 . 115 摘 要:利用西门于 “4 D O ”租序对广州地铁供电东眺进行谙沈分析和扭侧,确定广州地长用电爪 SL M N 晚的讼
H r oispr sn G ag o m t p es l ye e wr p s t am n upei o unz u r o u y m c so f h o p s M Jnh g, H N 尸 A -e tC E Q- i sn a i
t及其他电 子装t。为了 保证电网和用电设备安全 经济地运行,广州地铁总公司对地铁供电系统的高
次谐波采取了抑翻措施。
2 模拟计算供电系统的谐波情况
利用西门子公司的 “A O O ”软件, SL M N 计算 分析广州地铁一号线供电系统在初期 (9 18年) 1 9 、
16 3
中 (08 期 20 年)及后期 ( 2 年)的谐波惰况. 23 0 对比 加装旅波装t的前后结果, 确定装设旅波装t
(.u ghu t Cto rn G n汕o 501, i ; utdn I ei tn&Dsn tu o Wa r +- 1G s ro Meo pr o, g u 00 C n 2G e og sg i n r o a m 1 ha . i g n tao v eg I it f t Caa i n te e o s vny&Eetc e, ag u 15 C i ) ac , l r Pwr G n汕o 504, n ci o u 1 ha A sat H roiaam d ct G agh m t Pw p s t a cnut 囚叮 t "A O brc: m n nl a fe s阮 u ew m es l y e ro dcd t a c y n o a r n e or u y m p s e e h S L MW s ta e owr f e 讨Sm .n bs, r rthroispr i m a r a see m p vec ipwr l ad nu t t i es ts s ap pa a n up o e us ecd m r e tc e qat n tes e n O h a p o ie m c e n s e r lt i o l r o ui i n e e y o r h e a te a hr oid ttn e n h m n vlg c t t m et dm ns aoas na s teb ealg h oe lam n ioi r ad hn oi oae e t e h ead ontn td r , r y bn v l c ro a n - e c r s t t t o na n n t e f l d h e n i i a t se 目e nrc ri 区m t s tn er pa t h a . c o oe tn eo i dc让apru e f o m pa o r to a t as
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在 19 年,无论是装电容补偿器,还是装峰 98 波装i ,电压总漪波琦变率和各次带波电压含有率 t 没有超过国 标规定的限值。但对于改普电网质f和 t 电压总谐波崎变率, 装设涟波装f比 装设电容补偿 器更为显著。 国家电力电子产品质t监任位验中心,于 19 年4 98 月对广州地铁运营初期谐波进行侧试, 结果表明: 池波装f未投人, 号主变所3 k 1 3 V侧 电压总谐波崎变率少于 15 各次谐故电压含有 .%, 率少于 1 %.完全符合国标要求。 . 2