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编辑:华体会体育-官方网站时间:2022-06-09 18:21点击量:69

  的情况下在理想,供具有正弦波形的电压优质的电力供应应该提。由于某些原因而偏离正弦波形但在实际中供电电压的波形会,生谐波即产。国取工业用电频率50Hz为基波频率)整数倍的正弦波分量我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我,高次谐波又称为。系统中在供电,性的电气设备(又称为非线性负荷)供电的结果产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特。时向电源反馈高次谐波这些非线性负荷在工作,压、电流波形畸变导致供电系统的电,质量变坏使电力。此因,的重要指标之一谐波是电力质量。压器和电容器等)附加损耗和发热:使同步发电机的额定输出功率降低[/B][/size]谐波的危害表现为引起电气没备(电机、变,降低转矩,温度升高变压器,降低效率,速老化绝缘加,用寿命缩短使,以及检测装置的工作精度和可靠性等甚至损坏:降低继电保护、控制、。会使无功功率加大谐波注入电网后,数降低功率因,并联或串联谐振甚至有可能引发,扰通信线路的正常工作损坏电气设备以及干。已引起各界的广泛关注供电系统中的谐波问题,统中所有的电气为保证供电系,基础上进行正常、和谐的工作电子设备能在电磁兼容意义的,有力的措施必须采取,波危害所造成的严重后果抑制并防止电网中因谐。

  的生产在电力,个环节中都会产生谐波传输、转换和使用的各。电环节在发,接线采取一些措施后当对发电机的结构和,有基波频率的正弦波形的电压可以认为发电机供给的是具。个环节中在其它几,线)具有铁磁饱和特性的铁芯没备谐波的产生主要是来自下列具有非,、电抗器等如:变压器;性的电弧为工作介质的设备(2)以具有强烈非线性特,弧焊机、炼钢电弧炉等如:气体放电灯、交流;为基础的开关电源设备(3)以电力电子元件,变器、变频器)、相控调速和调压装置如:各种电力变流设备(整流器、逆,管可控开关设备等大容量的电力晶闸,化工、电气铁道它们大量的用于,hth华体会最新网站官方版APP下载-官方金冶,各式各样的家用电器中矿山等工矿企业以及。荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负,是说也就,给的是正弦波形的电压即使电源给这些负荷供,同步变化的非线性的电压-电流特性但由于它们只有其电流不随着电压,流是非正弦波形的使得流过电网的电,基波频率成整数倍的谐波组成这种电流波形是由基波和与,了谐波即产生,压严重失真使电网电,产生的谐波提供额外的电能此外电网还必须向这类负荷。电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类接入低压供电系统的非线性设备产生的谐波。这种谐波的幅度不随时间变化所谓稳定的谐波电流是指由,试仪表等产生的谐波如视频显示设备和测,说表现为恒定的负载这类设备对电网来。产生的各次谐波的幅值随时间变化由激光打印机、复印机、微波炉等,动的谐波称之为波,一个随时间变化的负载这类设备对电网来说是。备使用的不断增加随着电力电子设,谐波又具有较大的振幅同时这些设备产生的,系统中的主要谐波源所以目前它们是供电。

  统的非线性设备较小以前由于接入供电系,的谐波电流也很小帮在系统中引起,量的影响不大所以对电力质。技术的发展随着电子,件以及各类开关电源的产品使用大功率半导体开关器,、调光器、洗衣机、微波炉如电视机、空调器、节能灯,迅速涌入居民家庭信息技术设备等,注入的谐波电流不大虽然每台设备向电网,量大、分布广但这些设备数。器等在使用时具有集中的特点有些家用电器如电视机、空调,流对公用电网造成的谐波问题特别突出在某些时段会使注入到电网的谐波电,的设备无法正常工作这不但使接入该电网,成故障甚至造,中性线承受的电流超载而且还会使供电系统,统的电力输送影响供电系。有关方面的高度重视因此谐波问题得到各。主要表现在以下几个方面供电系统中的谐波危害。

  和用电设备的附加损耗1、增加了发、输、供,备过热使设,效率和利用率降低设备的。为基波频率的整数倍由于谐波电流的频率,流过导体时高频电流,应的作用因集肤效,流的有效电阻增加使导体对谐波电,功率损耗、电能损耗从而增加了设备的,发热严重使导体的。

  机的危害主要是产生附加的损耗和转矩(1)对旋转电机的影响谐波对旋转电。使在旋转电机的铁心和绕组中产生的附加损耗增加由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率的增高而。系统中在供电,整个负荷的85%左右用户的电动机负荷约占。此因,附加损耗增加的影响最为显著谐波使电力用户电动机总的。不能按发热情况进行调整由于电动机的出力一般,谐波电压折算成等值的基波负序电压来考虑的由谐波引起电动机的发热效应是按它能承受的。表明试验,3%额定电压的负序电压时在额定出力下持续承受为,寿命要减少一半电动机的绝缘。此因,持续工作的条件下国际上一般建议在,不宜超过额定电压的2%电动机承受的负序电压。电动机的平均转矩的影响不大谐波电流产生的谐波转矩对,显著的脉冲转矩但谐波会产生,轴扭曲振动的问题可能出现电机转。电机的转子元件发生扭振这种振荡力矩使汽轮发,片产生疲劳循环并使汽轮机叶。

  波电流使变压器的铜耗增加(2)对变压器的影响谐,波对三角形连接的变压器特别是3次及其倍数次谐,中形成环流会在其绕组,组过热使绕;接的变压器对全星形连,性点按地当绕组中,装有中性点接地的并联电容器时而该侧电网中分布电容较大或者,次谐波谐振可能形成3,加损耗增加使变压器附。

  于输电线路阻抗的频率特性(3)对输电线路的影响由,率的升高而增加线路电阻随着频。应的作用下在集肤效,路的附加损耗增加谐波电流使输电线。网的损耗中在供应电,的损耗占了大部分变压器和输电线路,电网网损增大所以谐波使。中的中性线的电流增大谐波还使三相供电系统,性线过载导致中。的线路电感和对地电容输电线路存在着分布,成串联回路或并联回路时它们与产生谐波的设备组,数配合条件下在一定的参,振或并联谐振会发生串联谐。情况下一般,和过电流对相关设备的危害性较大并联谐波谐振所产生的谐波过电压。在网络谐振点附近的谐振区内时当注入电网的谐波的频率位于,容产生部分谐振会激励电感、电,波放大形成谐。情况下在这种,将会引起继电保护装置出现误动谐波电压升高、谐波电流增大,坏设备以至损,相当大的谐波网损与此同时还可产生。电缆线路对于电力,电容比架空线倍由于电缆的对地,为架空线而感抗约,的谐波谐振和谐波放大因此更容易激励出较大,击穿的事故造成绝缘。

  影响随着谐波电压的增高(4)对电力电容器的,容器的老化会加速电,增大、附加损耗增加使电容器的损耗系数,和缩短电容器的寿命从而容易发生故障。方面另一,谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时电容器的电容与电网的感抗组成的谐振回路的,波电流放大就会产生谐,电压等而不能正常运行使得电容器因过热、过。

  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2、影响继电保护和自动装置的工作和可靠性谐波对电力系统中,基波)量整定的保护装置这是由于这些按负序(,、灵敏度高整定值小。波源还是负序源)则会引起发电机负序电流保护误动(若误动引起跳闸如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰(如电气化铁道、电弧炉等谐,启动过电流保护装置负序电压元件误动则后果严重)、变电站主变的复合电压,离保护、高频保护、故障录波器、自动准同期装置等发生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,系统的安全运行严重威胁电力。

  力计量装置都是按50Hz的标准的正弦波设计的3、使测量和计量仪器的指示和计量不准确由于电,电流中有谐波成分时当供电电压或负荷,能表的正常工作会影响感应式电。源的情况下在有谐波,收的基波电能并扣除一小部分谐波电能谐波源用户处的电能表记录了该用户吸,然污染了电网从而谐波源虽,少交电费却反而;此同时而与,荷用户处在线性负,的基波电能及部分的谐波电能电能表记录的是该用户吸收,使线性负荷性能变坏这部分谐波电能不但,多交电费而且还要。统的工作电力线等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合电子式电能表更不利于供电部门而有利于非线、干扰通信系,线路中产生干扰电压在邻近电力线的通信,系统的工作干扰通信,通话的清晰度影响通信线路,波的共同作用下而且在谐波和基,话铃响触发电,端情况下甚至在极,备和人员的安全还会威胁通信设。噪声(3-10kHz)会干扰电力载波通信的正常工作另外高压直流(HVDC)换流站换相过程中产生的电磁,和继电保护装置动作失误并使利用载波工作的闭锁,运行的安全影响电网。

  使电视机、计算机的图形畸变5、对用电设备的影响谐波会,生波动变化画面亮度发,元件出现过热并使机内的,处理系统出现错误使计算机及数据。因数用的电容器的荧光灯及汞灯来说对于带有启动用的镇流器和提高功率,参数的配合下会因为在一定,频率下的谐振形成某次谐波,器因过热而损坏使镇流器或电容。管的变速装置对于采用晶闸,晶闸管误动作谐波可能使,回路误触发或使控制。是关系到供电系统的供电质量的一个重要问题四、抑制供电系统谐波的一般对策谐波问题,电部门有关它不但与供,扣电器设备制造厂的切身利益而且还关系到广大电力用户。统的谐波问题为减少供电系,的对策: 1、贯彻执行有关谐波的国家标准一般从管理上和技术措施上采取以下几方面,1998《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A)》加强谐波管理我国于1998年12月14日发布了国家标准GB17625.1-,0-3-2:1995等效采用IEC610,该国际标准完全一致但在技术内容上与。气、电子设备(每相输入电流≤16A)可能产生的谐波的限值GB17625.1规定了准备接入公用低压配电系统中的电。要求的设备才能接入到配电系统中只有经过试验证实符合该标准限值。供电系统的总体谐波电流水平加以限制这样就可以对低压电气及电子产品注入。备:平衡的三相设备以及除B、C和D类外的所有其它设备该标准对以下四类没备确定了谐波电流时发射限值:A类设;携式电动工具B类设备:便;备:输入电流具有标准所定义的“特殊波形”C类设备:包括调光装置的照明设备:D类设,于600W的设备且其有功功率不大。要求、对测量设备的要求和试验条件等内容该标准还规定了试验电路和对试验电源的。前目,专家对GB17625.1进行修订全国电磁兼容标委会正在组织有关,需求和操作更容易、简便使该标准更加适应市场的。外此,49-1993《电能质量公用电网谐波》1993年颁发的国家标准GB/T145,波源叠加计算的方法该标准考虑了不同谐,和用户注入电网的谐波电流容许值规定了各级电网电压谐波总畸变率,谐波起到了积极的作用对限制公用电网中的。标准关于限制谐波的规定认真贯彻执行有关国家,电系统中的谐波水平就能从总体上控制供,给优质的电力质量保证供电系统供。流装置的相2、增加换数

  系统的主要谐波源之一2、换流装置是供电。析表明理论分,数分别为pk±1和pk(p为整流相数或脉动数换流装置在其交流侧与直流侧产生的特征谐波次,正整数)k 为。增加到p=12时当脉动数由p=6,幅值较大的低频项可以有效的消除,为12k±1和12k)(其特征谐波次数分别,谐波电流的有效值从而大大地降低了。无功补偿装置3、增装动态, 在技术经济分析可行的条件下提高供电系统承受谐波的能力,)或更先进的静止同步补偿装置(STATCOM Static SynchroncusCompensator)可以在谐波源处装设动态无功补偿装置:静止无功补偿装置(SVC-Static Var Compensator,、减少向系统注入谐波电流、稳定母线电压、降低三相电压不平衡度等以获得补偿负荷快速变动的无功需求、改善功率因数、滤除系统谐波,承受谐波的能力提高供电系统。波装置) 为了减少谐波对供电系统的影响4、加装滤波装置(包括无源滤波和有源滤,产生谐波的源头抓起最根本的思想是从,防让谐波电流的产生设法在谐波源附近,谐波电压从而降低。流危害的方法防止谐波电,动地防御一是被,谐波的情况下即在已产生,电容器、电抗器和电阻器组成的调谐滤波装置)采用传统的无源滤波方法(由一组无源元件:,气设备的危害减轻谐波对电。预防谐波电流的产生另一种方法是主动的,滤波方法即有源。生与负荷电流中的谐波分量大小相等其原理是利用可关断电力电子器件产,流来消除谐波相位相反的电。

  之总,制谐波的发射水平一方面要严格限。备自身的抗谐波干扰的能力另一方面还要设法提高设,保护性能改善谐波,义上的电磁兼容以做到真正意。

  中的谐波问题解决供电系统,三方面都以电磁兼容的思想为基本出发点必须要供电部门、电力用户和设备制造商。方面一,尽量限制谐波的发射水平产生谐波的部门和单位要;方面另一,法提高设备抗御谐波骚扰的能力供电部门和电力用户都要想方设。才能搞好治理谐波这项系统工程的工作只有这样供、用、造三方面齐心协力。

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