湘西电网谐波问题初步

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电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。

然而,谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。

谐波不仅会导致电力设备的损坏,还会增加电能损耗,降低电力系统的可靠性。

因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有十分重要的意义。

一、谐波的产生要理解谐波,首先需要了解它的产生原因。

谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。

常见的非线性负载包括各种电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等,以及电弧炉、荧光灯等。

以变频器为例,它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。

在这个过程中,电流和电压的波形不再是标准的正弦波,而是包含了各种频率的谐波成分。

整流器在将交流电转换为直流电的过程中,由于其工作特性,也会产生谐波。

同样,电弧炉在工作时,电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化,从而产生谐波。

二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。

对电力设备而言,谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗,导致设备发热增加,缩短使用寿命。

对于电容器来说,谐波电流可能会使其过载甚至损坏。

在电能质量方面,谐波会导致电压和电流波形的畸变,使电能质量下降,影响用电设备的正常运行。

例如,对于计算机等精密电子设备,谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。

此外,谐波还会增加电力系统的无功功率,降低功率因数,从而增加线路损耗和电能浪费。

三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析。

目前,常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。

傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。

它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量,从而得到各次谐波的幅值和相位信息。

然而,傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。

小波变换则能够很好地处理非平稳信号,它通过对信号进行多尺度分析,可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。

谐波分析产生原因,危害,解决方法【精选文档】

谐波分析产生原因,危害,解决方法【精选文档】

谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般来说是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量,其实谐波是一个正弦波分量。

谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。

当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变,这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。

电力系统中的谐波源主要有以下几类:(1)电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题,使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波,所产生的电流偏离正弦电流。

(2)非线性负载,如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。

(3)非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。

二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在:(1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗, 降低发电、输电及用电设备的效率.(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。

(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,引发严重事故(4)谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。

(5)谐波对临近的通信系统产生干扰,轻则产生噪声,降低通信质量;重则导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。

三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。

我国国家技术监督局于93 年颁布了国家标准《电能质量-一公用电网谐波》(GB/T 14549—1993)。

该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定,并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。

电力系统中的谐波问题与分析技术研究

电力系统中的谐波问题与分析技术研究

电力系统中的谐波问题与分析技术研究引言:现代社会对电力的需求越来越大,电力系统的稳定运行对于社会经济的发展至关重要。

然而,电力系统在运行过程中会面临一些问题,如谐波问题。

谐波是电力系统中的一种普遍现象,它对系统的稳定性和设备的正常运行产生了不可忽视的影响。

因此,对电力系统中的谐波问题进行深入研究和分析,提出相应的解决方法和技术手段是非常必要的。

一、谐波问题的定义与影响1. 谐波的定义谐波是指电力系统中存在的频率是基波频率整数倍的谐振现象。

电力系统中产生谐波的主要原因包括非线性负载、发电机组的谐波励磁和谐波源的接入等。

谐波问题主要表现在电压和电流波形畸变、系统损耗增加以及设备寿命缩短等方面。

2. 谐波问题的影响谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面:(1)设备损坏:谐波会导致电力设备的工作电流和温度升高,进而加速设备的老化和损坏;(2)电网损失:谐波会导致电网中的有功和无功损失增加,降低系统的效率;(3)通信干扰:谐波会对通信设备产生干扰,降低通信质量和可靠性。

二、谐波分析技术为了解决电力系统中的谐波问题,需要进行谐波分析,找出谐波源,并提出相应的处理措施。

目前,谐波分析技术主要包括频谱分析和时域分析两种方法。

1. 频谱分析频谱分析是通过观察电力系统中各频率成分的振幅和相位关系,以及谐波频率分布情况来分析谐波问题。

常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。

(1)傅里叶变换傅里叶变换能够将信号在频域中分解成各个频率成分,并得到各频率成分的幅度和相位信息。

通过对电压或电流波形进行傅里叶变换,可以得到具体的谐波频率及其振幅,从而判断谐波的产生原因。

(2)小波变换小波变换是一种时频分析方法,能够同时提供时间和频率信息。

它通过对信号进行连续的分解,得到各个频率成分在时域和频域上的分布情况,更能反映谐波在时间上的变化特性。

2. 时域分析时域分析是通过观察电力系统中各时刻的电压和电流波形来分析谐波问题。

常用的时域分析方法包括快速傅里叶变换和窗函数法。

电力系统中的谐波问题及解决方案研究

电力系统中的谐波问题及解决方案研究

电力系统中的谐波问题及解决方案研究第一章电力系统中的谐波问题的定义与产生原因电力系统中的谐波问题,指的是电力系统中存在的电流或电压的频率为基波频率整数倍的高次谐波电流或电压。

谐波问题主要由以下几个因素引起:1. 非线性负载:当系统中存在非线性负载时,如变频器、电弧炉等,这些负载会对电力系统产生谐波污染。

非线性负载的电流与电压之间不再是简单的正弦关系,而是包含了基波以外的谐波成分。

2. 电网连接的谐波负载:电力系统中连接的谐波负载,如有源滤波器、电弧炉等,会引入谐波电流。

这些谐波电流会在电网中传播,导致整个电力系统中出现谐波问题。

3. 谐振:电力系统中的谐振现象也会引起谐波问题。

当电力系统中的谐振频率与谐波频率相近时,会导致谐振放大,进而产生较大的谐波电压或电流。

第二章谐波对电力系统的影响及评估方法谐波问题对电力系统会产生多种影响,包括:1. 系统损耗增加:谐波电流会引起电力系统中的额外损耗,增加线路、变压器等设备的损耗。

这会导致系统的效率降低,同时还可能导致设备寿命的缩短。

2. 设备运行故障:谐波电流和电压的存在会对电力系统中的设备产生不良影响,如变压器铁心饱和、电机转矩波动等,最终可能导致设备的故障。

3. 邻近设备干扰:谐波电流和电压会通过电力系统传递,对邻近的设备产生干扰。

这会影响到邻近设备的正常运行,甚至导致设备的故障。

为了评估电力系统中的谐波问题,通常采用以下几种方法:1. 谐波测量:通过谐波仪等测试仪器对电力系统进行测量,得到电流和电压的谐波波形和谐波含量等数据。

这些数据可以用来评估电力系统的谐波水平。

2. 谐波模拟计算:利用计算机模拟电力系统中的谐波传播和影响情况。

通过建立电力系统的谐波模型,可以模拟出系统中的谐波电流和电压。

3. 谐波过滤器设计:针对电力系统中存在的谐波问题,设计并安装合适的谐波过滤器。

谐波过滤器可以有效地抑制系统中的谐波电流和电压,减轻谐波问题对电力系统的影响。

第三章谐波问题的解决方案研究针对电力系统中的谐波问题,可以采取多种解决方案,并综合应用以取得更好的效果。

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策谐波是指在电力系统中产生的频率为基波频率的整数倍的波动。

它是电力系统中普遍存在的一种现象,但过多的谐波会对电力系统的正常运行和设备的安全性产生很大影响,因此需要采取相应的治理对策来解决这个问题。

1.非线性负载:当电力系统中存在非线性负载时,如电弧炉、电焊机、电子设备等,其工作特性会产生谐波。

这是谐波产生的主要原因之一2.电力电子装置:现代电力系统中广泛使用的各种电力电子装置,如变频器、整流装置等,也会引入大量谐波。

3.潮流分布不均匀:当电力系统中的潮流分布不均匀时,也会导致谐波的生成和传播。

针对谐波的治理对策主要有以下几方面:1.使用滤波器:在电力系统中安装滤波器可以消除或降低谐波对系统的影响。

滤波器的选择要根据谐波的频率和大小来确定。

2.设计合理的系统:在电力系统的设计阶段,应考虑到非线性负载和电力电子装置可能带来的谐波问题,采取相应的额外措施来减少谐波的产生。

3.提高设备的抗谐波能力:针对电力系统中的关键设备,如变压器、电容器等,可以采用提高抗谐波能力的设计和制造技术,使其能够更好地耐受谐波的影响。

4.加强监测和控制:定期对电力系统进行谐波监测,及时发现和解决问题。

对于频繁发生谐波问题的系统,可以采用自动生成谐波的设备进行实时控制,以减小谐波的影响。

5.加强人员培训和管理:加强对电力系统人员的培训,提高其对谐波问题的认识和处理能力。

同时,建立健全的管理体系,制定相应的管理规范和操作程序,以确保谐波问题得到科学有效的控制。

总之,谐波问题存在于电力系统中,会对系统的正常运行和设备的安全性产生不利影响。

通过采取相应的治理对策,如使用滤波器、设计合理的系统、提高设备的抗谐波能力等,可以有效地解决谐波问题,确保电力系统的稳定和可靠运行。

同时,需要加强人员培训和管理,提高人员的谐波处理能力,确保谐波问题得到及时有效的解决。

电网谐波的产生及其检测方法分析

电网谐波的产生及其检测方法分析

电网谐波的产生及其检测方法分析电网谐波的产生及其检测方法分析0 引言随着现代电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通等各种领域得到广泛应用,但由于电力电子装置是一种非线性时变拓扑负荷,其产生的谐波和无功注入电网,会使设备容量和线路损耗增加,造成发配电设备利用率的下降,影响供电质量,对电力系统的安全稳定运行构成潜在威胁。

目前,谐波污染、电磁干扰和功率因子降低已成为电力系统的三大公害,因此,研究和分析谐波产生的原因,为抑制电力系统的谐波干扰提供好的检测方法,对提高电网运行质量满足用户需求具有重要的实际意义。

1 谐波产生的原因在电力系统中,电压和电流波形理论上应是工频下的正弦波,但实际的波形总有不同的非正弦畸变。

从数学的角度分析,任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数,因此,对于周期T=2π/ω的非正弦电压μ(t)或电流i(t),在满足狄里赫利条件下可以展开成如下形式的傅里叶级数,即:式中:c1sin(ωt+θ1)为基波分量;cnsin(nωt+θn)为第n次谐波分量。

可以看出,所谓谐波就是一个周期电气量的正弦分量,其频率为基波频率的整数倍,这也是国际上公认的谐波定义。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍,因此通常又被称为高次谐波。

虽然在实际的电网中还存在一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量,但主要研究的还是电网中存在的整数次谐波。

公用电网中的谐波产生原因主要和以下两方面有关:(1)电源本身以及输配电系统产生的谐波。

由于发电机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等制造和结构上的原因,使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势,但由于其值很小,一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。

在输配电系统中则主要是变压器产生谐波,由于其铁芯饱和时,磁化曲线呈非线性,相当于非线性器件,饱和程度越深波形畸变也就越严重,再加上设计时出于经济性考虑,使磁性材料工作在磁化曲线的近饱和区段,从而产生谐波电流。

浅析电网谐波源讨论和研究方法

浅析电网谐波源讨论和研究方法

浅析电网谐波源讨论和研究方法[摘要]谐波源负荷形成的谐波可能对于供电网络产生很大污染,影响供电网络设施的有效运转,增大设施损坏,并且造成计算失误,容易影响电力单位经营利益。

本文通过对谐波源的危害和治理过程中存在的困难分析,探讨了电网谐波源治理的技术和管理措施,以供参考。

【关键词】电网谐波源;治理技术;管理措施一、谐波源的害处讨论纳入公共供电网络的谐波电流源对供电网络加入高次谐波电流,它们在供电设施的阻抗中形成高次谐波电压降,让供电网络电压的正弦波形产生变化,变化之后的电压也将让线状耗电负荷纳入高次谐波电流,传送与增加谐波污染。

谐波污染对于公共供电网络的基本影响为:(1)谐波电流让供电路线、供电设备、用电设备、变压设备形成额外耗损、度数增大,造成网络损耗增加,并且让供电设备、用电设备、变压设备共振与杂音增多。

(2)让异步用电设备的转矩外形产生很大变化,无法实现规定速度运转,造成客户的异步用电设备大量破坏。

(3)谐波将造成电容设备振动,导致谐波电流变大,设施无法开始运转;增大材质部分耗损,让电容设备度数增大,造成电容设备热击破;造成或者增大材质之内的部分供电,推动电容设备破坏,根据研究因为受到谐波影响因而破坏的机电设施里,电容设备大概占据41%。

(4)谐波影响电力计算仪器计算的精确程度,造成失误增多。

(5)谐波电流将针对电信、继电维护设备、机动管控设备造成影响,容易造成继电维护设备的失误等。

二、谐波源管理出现的问题讨论目前在谐波源管理的现实操作里,基本出现下面几个情况与难题:(1)因为谐波管理科目技术的缺少,一些谐波源用户滤波设备的知识架构不完善,出现滤波效用不良的状况。

(2)谐波源用户很多,检测业务数量过多,电力单位无法布局人力针对谐波用户开始定期检测业务。

另外电力单位无法随时了解谐波源用户的运转状况,针对刚产生的谐波超额不能随时督察整理。

(3)有些谐波源用户发觉谐波可以导致计算设备计算不对,可以少计算供电数量,有意不加入消谐设备,以躲避电力费用。

电力系统谐波问题分析及防治措施

电力系统谐波问题分析及防治措施

电力系统谐波问题分析及防治措施摘要:电力谐波会增加电能损耗、降低设备寿命,威胁电力设备和用电设备安全可靠运行,并对周边的通讯等设施造成干扰。

分析电网谐波的产生和影响,并及时提出谐波的综合治理办法,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。

本文概述了谐波及其产生、谐波的危害,以及谐波治理方法。

关键词:电力系统;谐波;来源;危害;治理方法谐波的定义与来源1、谐波的定义国际上对谐波公认的定义是:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍”。

在电力系统中,谐波分为谐波电压和谐波电流,其对系统的影响通常用“谐波含有率”和“总谐波畸变率”两个参数来衡量。

具体定义如下:谐波含有率:第h次谐波分量方均根值与基波分量方均根值之比。

HRU(h次谐波电压含有率),HRI(h次谐波电流含有率);总谐波畸变率:除基波外的所有谐波分量在一个周期内的方均根值与基波分量方均根值之比。

U,I;THD(总谐波电压畸变率),THD(总谐波电流畸变率);谐波含有率仅反应单次谐波在总量中的比重,而总谐波畸变率则概括地反映了周期波形的非正弦畸变程度。

谐波按矢量相序又可分有正序谐波、负序谐波和零序谐波。

所谓正序是指,3个对称的非正弦周期相电流或电压在时间上依次滞后120°,而负序滞后240°,零序則是同相。

其特征如表1:表1 正序谐波=3h-2,负序谐波=3h-1,零序谐波=3h。

在平衡的三相系统中,由于对称关系,不会在供电电网中产生任何偶次谐波。

谐波的定义与来源具体来说谐波产生的原因有以下三个方面:(1) 发电源的质量不高而产生的谐波发电机的结构中,由于三相绕组在制作上无法做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致,所以磁通密度沿空间的分布只能做到接近正弦分布,所以磁通中都有高次谐波,电势中也就有高次谐波,其中三次谐波占主要成分[2]。

(2) 输配电系统产生的谐波在输配电系统中则主要是变压器产生谐波,变压器饱和时的励磁电流只含有奇次谐波,以3次谐波最大,可达额定电流0.5%,对于三相变压器,3倍次谐波的磁通经由邮箱外壳构成闭合磁路,因而磁通中对应该次的谐波较小(单相铁芯的10%),绕组中有三角形接法时,零序性谐波电流在闭合的三角形接线中环流而不会注入电网。

电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。

然而,谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。

谐波的存在不仅会降低电能质量,还可能对电力设备造成损害,增加能耗,甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。

因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有极其重要的意义。

一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。

在电力系统中,谐波的产生主要源于以下几个方面:1、非线性负载电力系统中的许多负载,如电力电子设备(如变频器、整流器、逆变器等)、电弧炉、荧光灯等,其电流与电压之间不是线性关系,从而导致电流发生畸变,产生谐波。

2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形,进而产生谐波。

3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,以及铁芯的不均匀等因素,也会产生少量的谐波。

二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的,主要包括以下几点:1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时,会增加线路的电阻损耗和涡流损耗,导致电能的浪费。

2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热,降低电机的效率和使用寿命;对电容器来说,谐波可能导致其过电流和过电压,甚至损坏;对于变压器,谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。

3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰,影响通信设备的正常工作,导致信号失真、误码率增加等问题。

4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变,导致电压波动、闪变等问题,影响供电的可靠性和稳定性。

三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析和测量。

常见的谐波分析方法主要有以下几种:1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。

通过对周期性信号进行傅里叶级数展开,可以得到各次谐波的幅值和相位。

2、快速傅里叶变换(FFT)FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法,大大提高了计算效率,适用于对大量数据的实时分析。

电网谐波综合分析及治理

电网谐波综合分析及治理

电网谐波综合分析和治理作者:上海浩顺科技有限公司章关明来源:中国设计师网摘要:随着科学技术的不断进步、电子技术的飞速发展,现代化的工业设备和民用电器装置的应用越来越普及,尤其是先进电子设备,诸如电力电子变频、调压设备、调速控制设备、可控硅整流设备、数字通讯设备、电气铁路设备、各类UPS、充放电设备、大功率半导体开关器件、开关电源、变频器、信息技术设备、数控机床、节能灯、可控硅负载、变频电机、变频空调、中频炉、节能灯、调光器等,还有电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增,都属于非线性电源负荷。

关键字:电网谐波电能质量随着科学技术的不断进步、电子技术的飞速发展,现代化的工业设备和民用电器装置的应用越来越普及,尤其是先进电子设备,诸如电力电子变频、调压设备、调速控制设备、可控硅整流设备、数字通讯设备、电气铁路设备、各类UPS、充放电设备、大功率半导体开关器件、开关电源、变频器、信息技术设备、数控机床、节能灯、可控硅负载、变频电机、变频空调、中频炉、节能灯、调光器等,还有电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增,都属于非线性电源负荷。

这些设备数量大、分布广,使得谐波电流由少聚多地不断注入电网,使得电力系统波形严重畸变。

因此谐波电流对公用电网造成的谐波问题越来越突出,这不但会使接入该电网的设备无法正常工作,甚至造成故障,而且还会使供电系统中性线承受超载电流,影响供电系统的电力输送。

因此谐波问题得到各有关方面的高度重视。

1 谐波的危害谐波增加了输配电系统和用电设备的附加损耗——铁损(包括磁滞损耗和涡流损耗)和铜损,使设备过热,降低设备的效率和利用率。

由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍,高频电流流过导体时,因集肤效应的作用,导致导体对谐波电流的有效电抗增加,从而增加了设备的功率损耗、电能损耗,使导体的发热严重。

供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面:1.1 .对旋转电机的影响在工程供电系统中,电动机负荷约占整个负荷的85%左右。

电力系统中谐波问题的探讨

电力系统中谐波问题的探讨

电力系统中谐波问题的探讨摘要:在电力系统中,由于非线性负荷的作用,使得电压和电流的波形产生畸变,电网中出现了大量的高次谐波,使得电能质量下降。

随着各类的非线性负荷的大量使用,电力系统谐波问题变得越来越严重,已威胁到电力系统的安全运行和经济运行。

随着我国工业化进程的迅猛发展,电网装机容量不断加大,电网中电力电子元件的使用也越来越多,致使大量的谐波电流注入电网,造成正弦波畸变,电能质量下降,不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响,对广大用户也产生了严重危害。

目前,谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害,因而了解谐波产生的机理,研究和清除供配电系统中的高次谐波,对改变供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。

关键词:电力系统;谐波问题;探讨1 前言电力系统中谐波问题日趋严重,谐波的存在对电力设备及绝缘会造成危害。

本文介绍了谐波对金属化膜电容器寿命的影响,并归纳出主要影响因素。

目前,电网中谐波干扰大量涌现,谐波问题日趋复杂,因此这方面课题也越来越受到研究者的重视。

谐波的产生与近年来非线性设备的大量采用有很大关系,另外广泛应用的传统变压器和铁芯电抗器也会产生谐波。

国外经验表明,各种非线性电力设备容量的增长率超过电网的发电设备容量的增长率,这一事实说明谐波问题更突出。

谐波的存在会影响整个电网环境,对电力设备以及绝缘造成不利影响。

比如,谐波会使电厂设备绝缘老化,从而缩短它们的使用寿命。

国内外运行经验表明,受谐波影响而致损坏的电气设备中,电力电容器比例最大。

现在,金属化膜电容器以其良好的自愈性能在电力系统中得到广泛应用,因此,有必要了解谐波对金属化膜电容器寿命的影响。

2 谐波的产生电力系统中产生谐波的源主要来自各种非线性用电设备,例如:电力电子装置、电弧炉、家用电器以及变压器和铁芯电抗器等。

在电力电子装置大量应用之前,最主要的谐波源是电力变压器的励磁电流,其次是发电机,而在电力电子设备大量应用之后,后者成为最主要的谐波源。

电网谐波整改方案

电网谐波整改方案

电网谐波整改方案1. 引言随着电力系统的快速发展和电力负荷的不断增加,电网中的谐波问题日益突出。

电网谐波对电力设备的安全运行和电能质量产生了不可忽视的影响。

因此,制定一套完善的电网谐波整改方案,对于确保电力系统的稳定运行具有重要意义。

本文将从谐波问题的定义和影响、谐波源的分类、谐波分析与评估、整改方案的制定等方面,对电网谐波整改方案进行详细阐述。

2. 谐波问题的定义和影响2.1 谐波问题的定义谐波是指在电力系统中频率是基波频率整数倍的电压和电流波形成分。

谐波分为奇次谐波和偶次谐波,其中奇次谐波对电力系统影响较大,如3次谐波、5次谐波等。

2.2 谐波问题的影响电网谐波问题会导致以下影响:•降低电能质量:谐波会导致电压、电流波形畸变,使得功率因数下降,影响电能质量。

•损害电力设备:谐波会使电力设备产生过热、振动、噪音等问题,加速设备老化,缩短设备寿命。

•影响电网稳定运行:谐波容易引起电网谐振现象,导致电网电压、电流不稳定,影响电网的稳定运行。

谐波源分为内部谐波源和外部谐波源。

3.1 内部谐波源内部谐波源指电网系统本身的设备或负载引起的谐波,包括电弧炉、电弧炼钢炉、大功率变频器等。

内部谐波源是可以通过控制和优化设备来减少谐波产生的。

3.2 外部谐波源外部谐波源指电网系统的电力互联或共享电力系统中其他用户设备引起的谐波。

外部谐波源是不可控制的,只能通过隔离和滤波等方式进行控制。

4.1 谐波分析谐波分析是通过采集电网中的电压和电流数据,进行频谱分析,识别出谐波的类型、含量和分布情况。

谐波分析的结果可以帮助我们定位谐波问题的源头。

4.2 谐波评估谐波评估是根据谐波分析结果,对谐波问题的影响程度进行评估。

评估结果将指导我们确定合适的整改方案。

5. 整改方案的制定5.1 内部谐波源整改对于内部谐波源,可以采取以下措施来减少谐波的产生:•选择低谐波电力设备:在选型时考虑设备的谐波特性,选择低谐波产生的设备。

•添加滤波器:通过安装谐波滤波器,将谐波电流从电网中滤除,减少谐波的产生。

湘西电网谐波问题的初步探讨

湘西电网谐波问题的初步探讨

湘西电网谐波问题的初步探讨【摘要】本文就谐波的定义及产生的原因做了初步的理论探讨,并结合湘西电网的实际情况对谐波的危害做了分析,最后,总结了谐波治理的方案。

【关键词】电网谐波危害治理Preliminary discussion the wave in harmonyof electric wire netting XiangxiLi min minHuang liu yi(Xiangxi Electri power bureau,jishou, hunan province 416000, china)Abstract: The thesis has done the preliminary theory discussion on the definition and production reason of the wave in harmony, and make analysis to the danger of harmony combine the actual of electric wire netting Xiangxi. And last summarized the scheme of administration of the wave in harmony.Keywords: wave in harmony 、danger 、administration一、引言电力系统是一个发、变、送、用电能的整体,系统中电流电压的波形则是反映电能质量的重要技术指标。

理想中的电流电压波形应该是标准的正弦波,既波形在任何周期内都严格遵循标准的正弦表达式,幅值相等,频率和相位没有突变。

这一点也是系统中大多数设备分析的基础和理论前提。

但是,实际上,随着大量整流设备和电子设备在系统中的使用,使得电气波形发生畸变,或者频率和相位突变的情况大量存在。

由于谐波干扰的日趋严重,也由于用户对电能质量要求的日趋严格,分析谐波、治理谐波,已经成为我们面临的一个紧迫任务。

电网谐波危害及应对措施

电网谐波危害及应对措施
其中ⅨI -一 电抗器基波感抗 x C ——电容器基波容抗 般 电网中以 5次谐波 电流为大, 如要滤除 5 次谐 波, 便应该 满足 个热点。电网谐波电压和谐波 电流的限值在国家标准《 电能质量 公共 X L =X C / 2 5 = 4 %X C , 即选 锄 电抗器 。因此将 电容器组的某些支路改用 电网谐波} GB / T 1 4 5 4 9 — 1 9 9 3 中有具体规定, 不赘述。考虑谐波影响时, 相应的串联电抗器, 可构成对应的无源滤波器。通常串联电抗器感抗为 最高考虑到 3 0次谐波就足够了。 对于对称波形f 即正半周和负半周的形 电容器容抗的 6 % 左右, 因为 6 %串联电抗器可限制电容器的合闸涌流 状和幅值都相等 f 『 有的偶次谐波为零。谐波源的情况可由电气设备生 在 5 倍 以下。T C R 、 T C T 、 S R型动态无功补偿装置, 其容性部分可按需要 产厂提供或现场实测获得。相似的配电系统或相似的谐波源设备具有 设计成滤波器。 4 . 8采用串联电抗器。 在用户进线处加 串联电抗器, 以增 相似的特征谐波频谶 因此可以 用典型谐波源的 测量数据做参考 。由于 大和系统的电气距离, 可减小谐波对地区电网的影响。4 . 9在谐波含量 电源阻抗低, 谐波 电流导致的谐波电压 畸变也很低, 因此要证实谐波源 大的三相四线系统 内谐 波电流大量流经中性线, 使得 中性线截面不得 的存在 须 测量电流。一般电磁式仪表难以对谐波进行准确测量应 采 不取为正常相线截面的 1 倍、 1 _ 5 倍, 一直到 2 倍。谐波电流在中性线引 用真实有效值仪表计测 ( 女 口 电力谐波分析仪、 示波器等) 。如在做交流变 起的压降也很大, 使 中性线上的电压有可能大于安全电压 5 0 V , 在维修 频器节能效果分析时, 如果采用普通电磁式仪表, 将未计人谐波的影响 时对人身安全有害, 此时需采用 4 极开关, 在切断电源 的同时切断中性 而带来误差。一旦用户向电网实际注人 的谐波 电流超 允许值 , 则用户 线 。 必须采取消除或抑制谐波的技术措施直 至符合国家规定。 参考文 献 4谐波抑制与消除的主要措施 【 1 】 李兴林. 注册电气工程师考试辅导教材及复习题解供配电专业技能部 4 . 1对大功率静止整流器采取下列措施: ( 1 ) 提高整流变压器二次侧 分f 匕 京: 中国建筑工业 出版社, 2 O o . 8 , 8 4 , 9 2 . 的相数和增加整流器的整流脉冲数。理论 E 若 整流输出的波头数为 P , c 2 】 中国航空工业规 划设计研 究院等编. 工业与 民用配电设计手册. 第三 则进入电网的谐波电流次数 n = k p ±1 ’ l 【 为任意正整数。 谐波电流大小与 版 . 北京: 中国电力 出版社. 谐波次数 n 成反比。因此 P 越大 皆 波含量越小 。G B / T 1 4 5 4 9 — 1 9 9 3 规 [ 3 ] 温伯银 谐波的危害及其抑制措施叨. 建筑电气2 0 0 6 , 3 . 定. / J 、 功率电力电子装置用低压供 电, 一般多采用 6脉冲整流, 容量特别 [ 4 ] 戴瑜兴.民用建筑电气设计手册 嗍 .北京:中国建筑工业出版社, 9 9 9 . 】 1 0 7 . 小的可用单相整流 。中等容量的电力电子装置( 容量在 1 5 0 0 k V A以下,

电力系统中谐波的危害与产生

电力系统中谐波的危害与产生

电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是指频率不同于基波频率的周期性电压或电流成分。

谐波是由非线性负载引起的,诸如电力电子装置(如变频器、整流装置、电弧炉)等。

它们产生的谐波电流会通过电力系统的线路和设备传播,对电力系统和相关设备产生一定的危害。

下面将详细讨论谐波的危害和产生原因。

首先,谐波对电力系统的主要危害包括以下几个方面:1. 电力质量损害:谐波会导致电网电压波形失真,破坏电网电压的纯度和稳定性。

谐波电流进入电网后,会导致电网频率响应下降,严重时会引发电网失供故障。

2. 线路过载:谐波电流会导致电力系统中的导线和变压器等设备过载。

这是因为谐波电流具有较高的频率,使得设备的额定电流在该频率范围内有效值变大。

3. 电磁干扰:谐波产生的电磁场会对电力系统周围的通讯设备、调控系统和其他敏感设备产生干扰。

这些干扰可能导致设备的误操作或数据传输错误。

4. 电力设备损坏:谐波会引起电力设备内部的电场和磁场分布不均匀,导致绝缘损坏和局部热点。

同时,谐波还会产生机械振动和声音,对设备的机械结构造成损害。

其次,谐波的产生主要源于以下几个因素:1. 非线性负载:非线性电子元器件和负载(如电力电子装置)是主要的谐波源。

它们的工作原理要求电流和电压之间的关系不是线性的,这就会产生非基波的电流和电压成分。

2. 不平衡负载:不平衡电网或不平衡负载会引入谐波电流。

此类条件下的非对称性会产生额外的谐波电流成分。

3. 非线性磁性元件:磁性元件(如变压器和电感器)的饱和和非线性特性也会导致谐波的产生。

这是因为在这些元件中,电流和磁场之间的关系不是线性的。

4. 电力电子装置的开关操作:电力电子装置的开关(如IGBT 和MOSFET)引起了电流和电压瞬时变化,从而引入谐波电流和电压。

为了减轻谐波对电力系统的危害,可以采取以下措施:1. 选择低谐波负载和电力电子设备:在设计和采购阶段选择低谐波负载和电力电子设备,这将减少谐波电流和电压的产生。

浅谈电网谐波的产生和检测技巧

浅谈电网谐波的产生和检测技巧

开发研究浅谈电网谐波的产生和检测技巧何美生(湖南交通工程学院,湖南衡阳421009)摘要:基于智能电子应用技术的飞速进步,各种各样的电力电子技术设备设施在电力、交通、工业生产等许多领域得到非常广泛应用,但是电力电子设备装置是非线性时变拓扑负荷,它工作时出现的无功与谐波并进电力电子网络系统,会使电力电子设备装置的容量及线路能量损耗加大,会使发、配电装置的使用率大大下降,供电的质量大大降低,电力电子设备的工作稳定及安全受到威胁。

目前,电力电子设备的3类威胁是指电磁干扰和功率因子降低及谐波的系统干扰,所以,电力电子网络系统谐波的出现原因分析和抑制研究,为电力电子设备装置的谐波产生的减低提供了最好的检测方法,对提高电力电子网络系统安全稳定工作,让广大客户使用更满意,有非常大的意义。

关键词:电网系统;谐波产生检测;方法;技巧在电子电力系统中谐波的产生是工频下的正弦波,可是不相同的非正弦畸变波形实际中也是有的。

用数学的来分析,根据傅里叶级数展开周期波形可以知道,对于T=2n/w的U(t减i(t),当满足狄里赫利条件时可以用傅越来越少,时间上的差距也会越来越明显。

体现出了在大数据下,分布式集群较单机环境来说有很高的优越性。

4总结在本文中,提取适当的GIS特征量,并通过ISODA­TA和模糊KNN算法评估PD的严重性。

状态评估的准确性一致时,Spark集群在节省时间方面取得了更好的结果。

参考文献:[1]邱毓昌.GIS装置及其绝缘技术[M].水利电力出版社,1994.6.⑵Liao R J,Zheng H B,Grzybowski S,et al.An In­tegrated Decision-Making Model for.[3]杨丽君,廖瑞金,孙才新,等.油纸绝缘的局部放电特征量分析及危险等级评估方法研究[J1.中国电机工程学报,2011,31(1):123-130.[4]Strachan S M,Rudd S,McArthur S D J,et al.Knowledge-based diagnosis of partial discharges in power transformers Ul.Dielectrics and Electrical Insul­ation,IEEE Transactions on,2008,15⑴:里叶级数如下表示,即基波分量:clsin(wt+1);第n次谐波分量:cnsin(nwt+n)。

浅谈电力系统谐波问题

浅谈电力系统谐波问题

浅谈电力系统谐波问题电力系统中三相交流电压,其波形基本是正弦波形。

但是随着受各种用电设备的影响,对电力系统电能质量造成了破坏,对供用电设备安全运行造成不良影响,甚至造成严重危害。

因此,谐波治理对改进电能质量有积极的作用。

标签:谐波危害;测试方法;治理方法0 引言谐波是电能质量的一项重要指标,它影响到电网安全运行和广大用户各种用电设备的正常工作,因此,对电网谐波的测试非常重要。

根据现场的各项技术参数和实测结果,当超过国标规定值时,应采取有效措施。

1 谐波危害电力系统谐波来自于两个方面:一是来自于输配电系统;二是用电设备。

用电设备是产生谐波主要原因。

其危害主要表现有以下几方面:(1)大大降低电力设备效率,增加电力设备的损耗,使设备过热。

(2)使电磁式继电器动作失去选择性,造成保护装置误动或拒动,影响继电保护和自动装置的动作可靠性,造成系统事故,不利于电网的安全稳定运行。

(3)干扰通信系统,使通信系统工作不稳定,影响通话的质量。

(4)使电视机等图形畸变,使元件温度过热;造成计算机及数据处理系统发生错误,严重时会损害机器。

(5)对测量和计量仪器仪表产生测量误差,造成计量不准确。

2 谐波监测諧波不仅严重影响电力系统的合理经济运行,对电力系统和用电设备产生重大影响和危害,而且还会导致电力测量不准确,直接影响供电企业的经济效益。

为减少谐波对电能质量和计量的影响,开展谐波测试是治理谐波的重要措施。

测试方法:(1)谐波普测能了解该地区的谐波状况,测试应选择在电网正常运行方式下。

(2)电力用户谐波测量能及时掌握谐波源的各种情况,重点检测向电网输入谐波电流或电压的设备。

(3)测试重要污染源用户接入点的电压和电流时,应采集该接入点的线路PT和线路CT的二次侧电流、尽可能在负荷高峰时开展测试。

(4)验证性谐波测量,是验证谐波分析计算的结果以及计算提供依据,如:分组电容器投入、切除,谐波源投入断开等。

3 电力谐波的抑制措施防止和减少用户谐波源对电网的污染,使电气设备有一个良好的运行环境,保证电网的电能质量,治理谐波干扰是供电企业一项很重要的工作,重点可采取以下措施:(1)严格执行有关电力谐波的国家标准,严把入网关,增强监督检查的力度,严格审查新建谐波源,把好新增谐波源用户的业扩增容环节。

电网谐波的处置

电网谐波的处置

电网谐波的危害与治理
随着中国工业与经济的不断进展,用电量也不断增加,谐波的阻碍和危害也日趋严峻。

因此咱们必需对其加以处置,以便降低电力损耗,提高供电质量,从而达到节约本钱、提高用电平安的目的。

谐波源
谐波产生的缘故多种多样。

比较常见的有两类:
第一类是由于非线性负荷而产生谐波,例如可控硅整流器、开关电源、气体放电类电光源等,这一类负荷产生的谐波频率均为工几回率的整数倍。

例如三相六脉波整流器所产生的主若是5次和7次谐波,而三相12脉波整流器所产生的主若是11次和13次谐波。

第二类是由于逆变负荷而产生谐波,例如中频炉、变频器,这一类负荷不仅产生整数次谐波,还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。

例如:利用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz 的中频炉那么不仅产生5次和7次谐波,还产生频率为1640Hz的分数谐波。

谐波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谐波。

但是由于产生大量谐波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谐波放大,使得谐波的影响越来越严重,从而逐渐引起人们的重视。

谐波的危害。

探析供电系统谐波产生的原因以及治理对策

探析供电系统谐波产生的原因以及治理对策

探析供电系统谐波产生的原因以及治理对策摘要:本文主要分析了谐波产生的原因及危害;对供电系统谐波防护提出相应治理对策。

关键词:谐波;原因;危害;治理;0引言近年来,随着电力电子技术的发展,非线性负载得到了广泛应用,非线性负载的负载带来的谐波问题也逐步得到人们的重视,在理想情况下, 供应的优质电力应具有正弦波形的电压,但在实际中供电电压的波形会因某些原因而偏离正弦波形, 即产生谐波。

电力系统中有非线性(时变或时不变)负载时,即使电源都以工频50HZ供电,当工频电压或电流作用于非线性负载时,就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流,这些不同于工频频率的正弦电压或电流,用傅氏级数展开,就是人们称的电力谐波。

这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波, 导致供电系统的电压、电流波形畸变, 使供电质量变差。

谐波的危害表现为干扰通信线路的正常工作:引起电机、变压器和电容器等电气设备附加损耗和发热, 使设备温度升高, 效率降低; 绝缘加速老化, 使用寿命缩短, 甚至损坏; 降低继电保护、控制, 以及检测装置的工作精度和可靠性等。

谐波注入电网后会使无功功率加大, 功率因数降低, 甚至可能引发并联或串联谐振, 损坏电气设备。

为此, 必须采取有力措施, 防止电网中因谐波危害所造成的严重后果,保证供电系统中所有的电器、电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作。

1谐波产生的原因供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。

谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。

电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。

目前所称供电系统谐波是指一些频率为基波频率整数倍的正弦波分量, 又称为高次谐波。

供电系统中, 谐波是电力质量的重要指标之一, 产生谐波的根本原因是给具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷) 供电的结果。

浅谈电网谐波问题及其对策

浅谈电网谐波问题及其对策

浅谈电网谐波问题及其对策摘要:自上世纪九十年代中期以来,随着县域经济的快速发展,社会用电负荷中的非线性负荷尤其是工业上使用电弧炉、中频炉等逐渐增加,造成赵县电网中高次谐波问题日益严重,文章对此综述了电网谐波的产生、危害和解决方法。

关键词:电网谐波危害自上世纪九十年代中期以来,随着县域经济的快速发展,工业上使用电弧炉、中频炉等非线性负荷日益增加,这些设备具有简单可靠,易于维护和节省能耗的优点,尤其在赵县的县城和新寨店工业园区的民营企业中应用广泛,电网中谐波问题日益严重,对电网产生了不良影响,如功率因数低、产生谐波电流、无功冲击大等等。

电网中理想的电压电流波形是50Hz的正弦波,电压与电流的相位一致,功率因数为1。

实际电网中的负荷千差万别,尤其随着经济发展,大量非线性负荷增加,特别是电力电子技术、节能技术和控制技术的进步,在通信、交通、汽车工业、机械、冶金钢铁、煤矿、石油石化等部门大量使用各种整流设备、交直流换流设备、电力电子调压设备、电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增,这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中,使电网电压产生畸变,这种谐波污染会对电网和用户带来越来越多的干扰和影响,影响用电设备安全,增加电能损耗。

1 谐波的定义与危害根据国标《电能质量公用电网GB/T 14549-93》的定义:“谐波(分量)为对周期性交流分量进行傅立叶分解,得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。

”也就是说谐波是一个周期电气量的正弦分量,其频率为基波频率的整倍数。

谐波研究的意义在于谐波会严重影响用电设备和供电系统的安全、可靠与经济运行。

供电系统中谐波的危害主要表现在以下几个方面:①诱发电网谐振,导致谐波过电压和过电流,引起严重事故,损坏电容器补偿等电气设备。

②导致异步电机和变压器产生附加损耗和过热,其次是产生机械振动和谐波过电压,降低效率和利用率,缩短使用寿命。

③谐波电流频率增高会引起电力电缆和配电线的集肤效应,导线电阻增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发生接地短路故障,形成火灾隐患。

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湘西电网谐波问题的初步探讨【摘要】本文就谐波的定义及产生的原因做了初步的理论探讨,并结合湘西电网的实际情况对谐波的危害做了分析,最后,总结了谐波治理的方案。

【关键词】电网谐波危害治理preliminary discussion the wave in harmonyof electric wire netting xiangxili min minhuang liu yi(xiangxi electri power bureau,jishou, hunan province 416000, china)abstract: the thesis has done the preliminary theory discussion on the definition and production reason of the wave in harmony, and make analysis to the danger of harmony combine the actual of electric wire netting xiangxi. and last summarized the scheme of administration of the wave in harmony.keywords: wave in harmony 、danger 、administration一、引言电力系统是一个发、变、送、用电能的整体,系统中电流电压的波形则是反映电能质量的重要技术指标。

理想中的电流电压波形应该是标准的正弦波,既波形在任何周期内都严格遵循标准的正弦表达式,幅值相等,频率和相位没有突变。

这一点也是系统中大多数设备分析的基础和理论前提。

但是,实际上,随着大量整流设备和电子设备在系统中的使用,使得电气波形发生畸变,或者频率和相位突变的情况大量存在。

由于谐波干扰的日趋严重,也由于用户对电能质量要求的日趋严格,分析谐波、治理谐波,已经成为我们面临的一个紧迫任务。

二、谐波的理论分析1、谐波的定义从电路理论中可以知道,对于任何周期性的非正弦波,都可以通过傅立叶分解为基波及一系列的高次波。

引申到电力系统中,任何发生了畸变、偏离正弦波形的非正弦电流电压波,也都可以通过傅立叶分解,得到基波(f=50hz)及一系列的高次波分量。

我们就将傅立叶级数中次数高于1的分量成为谐波,相应产生谐波的装置称为谐波源。

所以,谐波是一种数学分析模型,我们可以说,谐波并不是系统从物理上产生,而是通过分析变换得到。

之所以这种分析变换能成立,是因为畸变波形对系统的影响,与这种畸变波形通过傅立叶分解得到的一系列波形分别对系统影响叠加,两者得到的结果完全相同。

2、谐波产生的机理分析系统中的波形为什么会发生畸变,这是谐波产生的机理问题。

举一个简单的例子,铁芯的磁化曲线如下:它并非在任何电流下都是直线。

也就是说,只有在电流i小于一定的范围,磁通φ才与i成线性正比关系。

超过这一范围,铁芯饱和,曲线趋于平缓,两者体现出一种非线性。

假如这是ta的铁芯磁化曲线,而且铁芯的饱和电流偏小,这样,即使原方为正弦波形,副方也不是正弦波,而是一种近似的平顶波,如图:这种平顶波含有较大的三次(f=150hz)谐波分量,如图:系统中谐波产生的原因,主要有以下2点:①、负荷及设备本身的非线性;②、整流性质的负荷大量存在。

当电力系统向非线性设备及整流负荷供电时,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。

其中,整流性质的负荷包括电解、换流、电气化铁路、电弧炉、家用电器等。

它们的共同特点是:电能变换通过晶闸管、可控硅等半导体元件实现,这些半导体元件轮流导通和关断,使得电源电流的波形随之强行变化,从而波形畸变,产生不同频率的谐波。

所以,它产生谐波的机理与非线性负荷有很大的区别。

如最简单的单相半波整流,经过整流后的电流波形图如下:由于二极管的单相导电性,其电流会出现间断,已经不是标准的正弦形。

此类装置产生的特征谐波次数为k±1,即为直流和各次谐波。

根据系统的实际情况,电压波形主要由设备的线性、系统的接线情况决定,而电流波形则主要由负荷性质决定。

当然,谐波是一个复杂问题,电流与电压之间会相互影响。

但是,一般来说,系统中的电流畸变度要大于电压畸变度,我们说的谐波源,一般指电流源。

3、系统中的谐波效应①、在电网系统中,谐波危害最直接的表现是增加了供用电设备的损耗,使设备局部发热,加速绝缘老化,降低了设备的出力和使用寿命。

如对于变压器,其损耗是按额定频率50hz设计的,其铁损和铜损与频率成正比,高次谐波的侵入,无疑会增加损耗,降低绝缘水平;而对于旋转电机,不同频率的谐波还会在转子上产生扭矩,激发电机的周期性震动,并伴有噪音。

这也是降低使用寿命的一种表现。

②、系统中存在大量的电感、电阻、电容元件,在一定的参数配合下,系统容易发生谐振,诱发出过电压及过电流。

这对系统中的电容补偿装置表现尤为明显。

当然,谐波并不是造成系统谐振的唯一原因,系统参数首先必须配合得当。

但是谐波的存在无疑会大大加强谐振发生的几率,同时将系统中原本微小的谐波电流电压放大,使系统局部过电流及电压,危及设备运行的安全;③、谐波对二次设备的影响,主要表现在:增加或减少电能表的读数,使电能计量失准;使电子类测试仪表出现较大的误差;引起二次保护的误动作等。

三、湘西电网谐波的现状湘西电网地处湖南西部,本身的结构比较薄弱,主网电源单一。

而负荷又以电解槽、中频炉等整流性质的负荷为主,约占80%以上,所以谐波问题相当突出,由谐波所引起的设备事故也屡见不鲜。

谐波次数为:hc=kp±1(其中p为脉动数,k为任意整数,如三相全波整流脉动数为6);我局用户整流设备大部分为3相全波整流设备,主要产生5、7、11、13次谐波。

如我局所属的花桥变,安装有5万kva及31500kva主变各一台,且高压侧有一110kv用户,负荷重,最大可达7万kw,且负荷均为生产原矿的企业,使用的全部是整流换流、电弧炉、中频炉等谐波源,这类负荷功率因数低,大部分只有0.6—0.7,而且将大量的谐波电流注入系统使得谐波系数严重超标。

因电压波动太大,此变电站一直不能做为终端变电站运行。

电压畸变率:110kv :3%—3.5%,10kv : 7—8%,电流畸变率110kv 与10kv有一定的差别,谐波主要为5、7、11、13、19次,我局普通无功补偿电容器一般串6%电感,对3次谐波存容性,5次及以上谐波存感性,谐波电容器就是通过串不同的电感,使之对某一次谐波谐振,感抗接近为0,达到滤波的作用)才有放大的可能,电容器对某一次谐波存感性,和系统电感无法谐振,不能放大。

因当系统谐波电感和电容器综合谐波电容达到配合时,产生严重的串联或并联谐振,就是电容器严重放大谐波现象。

而且使主变10kv侧电压波动变大,电容器很多时候根本无法工作。

去年4月,该变电站发生了一起因谐波的侵入而造成的主变10kv侧断路器跳闸事故。

电网局部发生谐振,10kv电压在10.9kv至8.9kv之间长时间来回波动,消谐的三次、五次、七次的电容器不平衡电流电压保护相继跳闸。

主变没有了电容补偿,功率因数降低,电流增大,1#主变10kv 侧ta严重过热而出现冒烟,随后主变差动保护动作跳闸,损失负荷4万kw,整个过程历时不过20分钟。

由此可见谐波对湘西电网危害的严重程度。

四、谐波的治理目前,谐波治理最主要的方式是在谐波严重的地区加装与电网并联的交流无源滤波装置。

该装置的工作原理是利用lc电路串联谐振特点,使其在单个频率或一个频率的范围内呈现出较低的阻抗,从而为电网中特定次数的谐波提供一个泄放通道,或者说,吸收电网中频率相当的谐波电流。

按照典型的接线,它又分为单调谐滤波器和高通滤波器,两者的原理图如下:可以看出,两者的区别是单调谐滤波器l、c、r串联,因此只有一个谐振点;而高通滤波器l、 r并联,其合成阻抗不可能大于r,所以它不象单调谐滤波器那样只对一个频率呈现低阻抗,而是当频率超过临界值后,在很宽的频率范围内呈现低阻抗的特点。

高通滤波器一般用于滤掉次数较高、份量较小的谐波。

无源滤波器结构简单,运行维护方便。

我局于去年在花桥变安装后,110kv、10kv侧的电压波形畸变率控制在2%及4%以内,10kv 侧的谐波电流控制在5%以内,证明谐波治理取得了一定的效果。

但它最大的缺点就是:这种方式是被动的、消极的,只能补偿特定次数的谐波,一旦设备定型就不能更改。

而用户的负荷性质发生变化,原来的补偿方案可能就不适用。

同时,该类装置运行时损耗大,特别是滤波电容部分易受外界影响,设计时还需考虑无功补偿和电压调整的要求。

所以近年来,有源电力滤波器(apf)正日益受到广泛的关注,它的原理有点类似“削峰填谷”,那就是:适时产生标准的正弦波形电流,与电网中实际电流相比较,得出差值(谐波),滤波器产生与谐波相反的电流,使流入电网的总谐波电流为0。

随着脉冲宽度调节(pwm)技术的发展及“瞬时无功功率理论”研究的深入,这种滤波器的优点已经越来越突出,不过目前尚未成熟,国内还处于实验阶段,国外也只有日本的技术较为先进,但它无疑具有广阔的发展前景。

五、思考与建议1、严格贯彻“谁产生,谁治理”的原则,控制新的谐波用户进网,同时对原有的谐波用户应限期整改;2、在电网谐波含量较高处安装谐波监视仪,以监视分析谐波情况,对于安装的滤波补偿装置,应加强运行监视与维护;3、投退消谐电容器时,先投低次后投高次,退时先退高次后退低次。

因为在一定系统方式条件下,参数配合时,高次谐波电容器对低次谐波可能具有放大作用。

4、谐波治理应与运行方式、无功补偿结合起来考虑,以获得最佳方案。

参考文献:1、王洪新贺景亮主编《电力系统电磁兼容》武汉大学,20042、中电联供电分会《第十次技术管理研讨会资料汇编》,2002注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。

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