配电网谐波的治理
谐波治理的基本方法
目前谐波治理的基本方法有以下三种,在治理过程中又可以采用变电所集中治理和非线性用电设备处分散治理两种方法。
按谁污染谁治理的原则,应该在非线性用电设备处分散治理。
但对于电脑,彩电,节能灯等民用设备,则只能进行集中治理。
1、减少非线性用电设备与电源间的电气距离。
也就是减少系统阻抗,换句话说就是提高供电电压等级。
例如,在丽水电业局的遂昌钢厂就取得了不错效果,该钢厂原是用35kV供电,由两个110kV变电所各架设一回35kV专线供电,而它的主要用电设备是电弧炉,虽然进行了五次、七次谐波治理,但在110kV的35kV母线上测得谐波分量仍接近或稍超国家标准。
但在丽水局在遂昌新建了一个220kV变电所而且离该钢厂仅4km左右,用5回35kV专线供电,使35kV母线的谐波分量控制在国家标准以内,此外该厂还使用了较大容量的同步发电机,使这些非线性负荷的电气距离大大下降,使该厂生产的谐波对电网的危害性下降,这种方法投资是最大的,往往需要和电网发展规划相协调。
2、谐波的隔离。
非线性用电设备产生的谐波,它不仅直接影响到本级电网,而且经过变压器后,还会影响到上几级电网。
如何把这些非线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网,这也是谐波治理的一个基本方法。
这一方法在电网中广泛采用,发电机发出的电能经过Y/△、Y0/△、Y0/Y等接线组别的变压器,把发电机产生的三次、九次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来,因此在110kV以上高压电网上,三、九次谐波分量很小,几乎是零。
而10kV由于大多数配变为Y/Y0接线,35kV也有少量Y/Y0接线的直配变,因此在10kV和35kV系统中三、九次谐波分量会比高压电网大。
为了减少低压对10kV电网的影响,我局现在10kV配电系统中推广使用了D,yn11接线组别的配电变压器,有效的减少了三、九次谐波的影响。
3、安装滤波器。
目前对变电所侧和用户侧谐波治理的方法,多采用安装滤波器来减少谐波分量。
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。
谐波治理措施
谐波治理措施
谐波治理措施是指为了控制或减轻电能系统中的谐波干扰和谐波问题,采取的一系列技术手段和措施。
下面列举几种常见的谐波治理措施:
1. 谐波滤波器:谐波滤波器是用于滤除电能系统中谐波成分的装置。
它们可以通过选择合适的滤波器参数,将谐波电流从系统中滤去,从而降低谐波干扰。
常见的谐波滤波器包括无源滤波器(谐波消除器)、有源滤波器、谐波滤波器组等。
2. 谐波控制变压器:谐波控制变压器是一种专门设计用于抑制谐波的变压器。
它的设计可以消除或减小电力系统中的谐波干扰,并保证电力质量。
3. 谐波抑制器:谐波抑制器是一种用于控制谐波干扰的装置。
它可以通过改变阻抗、相移、补偿等方式,来削弱或消除电力系统中谐波的影响。
4. 谐波限制器:谐波限制器是一种用于限制谐波电流流入电力系统的装置。
它可以通过控制谐波电流的大小和频率,来避免谐波电流对电力系统的损害。
5. 谐波控制技术:谐波控制技术是一种综合运用以上措施的技术手段。
它通过结合各种谐波治理措施,对电力系统中的谐波进行综合治理,以确保电力系统的正常运行和电力质量。
总之,谐波治理措施旨在降低谐波干扰,保证电力系统的正常
运行和电力质量。
在实际应用中,应根据具体情况选择合适的治理措施,并综合考虑成本、效果、可行性等因素,以达到最佳的谐波治理效果。
配电网谐波的治理(仅供参考)
供电质量包括系统电压 频率的合格率,峰值 超限电压持续时间 停电时间,以及电网 谐波含量等诸多方面 中,谐波 问题 一直是 要的电能质量问题 谐波存在于电力系 统发 输 配 供 用的各个 节 治理好谐波, 仅能降 电能损耗,而且能延长设备 使用寿命,改善电磁 境,提高 品的品质
率晶体开关元 逆 成可 频率的交流信 后者将固定频率的交流电直接转换成相数 一致但频率可调的交流电 者均采用相 制技术,所以在 换后会 生含复杂成分 (整次或分次)的谐波 因 频装置一般 有较大 率,所以也会对电网 成 重的谐波污 染
充气电光源和家用电器更是常 的谐波源,如荧光灯 高压汞灯 高压钠灯 金属卤化物
输电和配电系统中存在大量的电力 压器 因 压器内铁心饱和,磁化曲线的非线特性以 及额定工作磁密 于磁化曲线 饱和段 等诸多因素,致使磁化电流呈尖顶形,内含大量 奇次谐波 压器铁心饱和度越高, 工作点偏离线性就越 , 生的谐波电流就越大,
重时 次谐波电流可达额定电流的 附%
用电 节谐波源更多,晶闸管式整流设备 生一定量的谐波
国标 G村/正 14附49-1993 采用 察期 3s 有效测量的各次谐波均方根值的 9附%概率作 评 谐 波的标准 简便实用,将实测值按由大到小的方式排序,在舍去前 附%个大值后剩余的最 大值, 似作 9附%的概率值
实 工作中,通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波 一般来说,将用户接入公用电网的 公共连接点作 谐波监测点,测量 点的电压和注入公共电网的电流后,通过对电压和电 流的分析, 得谐波测量资料
会 生制动力矩,影响电动机的有 出力 对断路器而言,无论 构成元 电磁的
是热磁的 或 电子 的,都可能 谐波的影响误动
电能表是评 电能消耗重要而基本的测量工 ,是用户缴费的凭证,而谐波可能使电能计 量 生较大误差, 重时会导致计量混乱 同样,谐波也是引起录波装置误启动,保 误 动和拒动的重要因素
电力系统谐波治理的四种方法
谐波,这个新鲜的电力系统名词,在当今的电力行业中,已广为“传播”,几乎在电力行业工作,以及与电力行业有直接关系的人,都对这个名词不陌生,尤其是用电大户单位,谈之色变,一是“谐波”直接影响了工厂的正常工作,由于谐波的存在,工厂的负荷上不去,即便上去了,无功也特高,而传统的“无功补偿”又不能凑效。
而是即便无功补偿达到了要求,但谐波含量超标,管理部门不答应,自身的电费多交了不说,还讨不了好。
那么,是否拿“谐波”的肆虐就没有办法了,不!“办法总比问题多”,上海坤友电气有限公司集多年治理“谐波”的经验,针对不同的工况,总结了几种解决问题的方法,公布如下,与各位同仁共勉。
首先,我们讨论谐波的产生原因:近年来,电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势,如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS)、节能荧光灯系统等,这些非线性负载导致电网污染,电力品质下降,引起供、用电设备故障,甚至引发严重火灾事故等。
电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面:电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。
其次,我们讨论谐波的危害:电源污染会对用电设备造成严重危害,主要有:增加输、供和用电设备的额外附加损耗,使设备的温度过热,降低设备的利用率和经济效益:谐波电流使输电线路的电能损耗增加。
当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时,对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。
干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机。
影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能,造成噪声干扰和图像紊乱。
引起电气自动装置误动作,甚至发生严重事故。
使电气设备过热,振动和噪声加大,加速绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。
造成灯光亮度的波动(闪变),影响工作效益。
导致供电系统功率损耗增加。
谐波与电力系统中基波叠加,造成波形的畸变,畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。
非线性负载产生陡峭的脉冲型电流,而不是平滑的正弦波电流,这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变,形成谐波分量,进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。
谐波治理方案
谐波治理方案1. 引言谐波电流是电力系统中的一种常见问题,特别是在有非线性负载的情况下。
谐波会导致电网中的电压畸变、设备损坏以及其他负面影响。
因此,为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行,需要实施谐波治理措施。
本文将介绍一种谐波治理方案,以减少电力系统中的谐波电流。
方案包括谐波源的识别、谐波电流监测与分析、谐波滤波器的设计与应用等内容。
2. 谐波源的识别在电力系统中,谐波源可能来自于各种非线性负载,例如电弧炉、变频器、电子设备等。
通过谐波源的识别,可以确定谐波的产生位置和程度,从而为后续的治理措施提供依据。
识别谐波源的方法可以采取谐波电流监测仪器进行实时监测和分析,也可以通过分析电力系统中各个非线性负载的谐波特性来确定谐波源。
根据谐波源的识别结果,可以制定相应的谐波治理方案。
3. 谐波电流监测与分析对谐波电流进行监测和分析是实施谐波治理的重要步骤。
通过谐波电流监测,可以了解电力系统中谐波的产生和传播情况,确定谐波电流的频谱特性。
在监测期间,需要采集电力系统中各个节点的电流数据,并对其进行分析。
谐波电流分析可以采用频谱分析方法,通过对电流信号进行傅里叶变换,得到电流在不同频率下的谐波分量。
分析结果可以帮助确定主要的谐波成分和谐波级别,为后续的治理方案设计提供依据。
4. 谐波滤波器的设计与应用谐波滤波器是减少电力系统谐波的一种常用设备。
根据谐波分析结果,可以设计合适的谐波滤波器,并将其应用于电力系统中,以降低谐波电流水平。
根据谐波分析结果,可以确定谐波滤波器的额定电流和安装位置。
一般来说,谐波滤波器应该安装在负载侧,使其能够尽量接近谐波源,以最大限度地降低谐波电流。
在谐波滤波器的设计过程中,需要考虑到谐波滤波器的阻抗特性和谐波滤波器的使用寿命等因素。
合理设计和应用谐波滤波器可以有效地减少电力系统中的谐波电流。
5. 结论谐波电流是电力系统中的常见问题,为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行,需要实施谐波治理措施。
谐波治理的基本方法和措施_概述及解释说明
谐波治理的基本方法和措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述谐波是指在电力系统或其他电气设备中频率为基波频率的整数倍的波动。
谐波问题已经成为现代电力系统和工业生产中普遍存在的一个难题,它会导致电能质量下降、设备寿命缩短、甚至引发系统故障等负面影响。
因此,探索谐波治理的基本方法和措施对于确保电网稳定运行和提高供电可靠性至关重要。
1.2 文章结构本文旨在对谐波治理的基本方法和措施进行概述并进行解释说明。
首先,在第2节中,我们将介绍谐波治理的概念及其基本方法。
然后,在第3节中,将详细讨论谐波治理方法的具体实施步骤,以帮助读者全面了解如何进行谐波治理。
接下来,在第4节中,我们将通过分析实例和进行案例研究来进一步加深对谐波治理的认识。
最后,在第5节中,我们将总结文章并展望未来谐波治理发展的趋势与挑战。
1.3 目的文章旨在向读者介绍谐波治理的基本方法和措施,并详细说明实施这些方法和措施的具体步骤。
通过对谐波问题的深入解析和案例研究,希望能提供给读者一些实用的指导和经验,以便在实际工程中有效地解决谐波问题。
此外,文章还将展望未来谐波治理发展的趋势,并指出可能面临的挑战,旨在激发学术界和工程界进一步研究与探索谐波治理领域。
2. 谐波治理的基本方法和措施2.1 谐波治理概述谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的非线性电流或电压成分。
过多的谐波对电力设备和系统会造成损坏,因此需要采取一系列方法来进行谐波治理。
本节将介绍谐波治理的基本方法和措施。
2.2 方法一:滤波器应用滤波器是最常见也是最有效的谐波治理方法之一。
滤波器可以选择性地通过或阻挡特定频率的谐波成分,从而达到谐波抑制的效果。
常见的滤波器包括被动滤波器和主动滤波器。
被动滤波器是一种简单且经济实用的滤除谐波单元的方法。
它通常由电感、电容和电阻组成,并与系统并联或串联连接。
被动滤波器具有固定衰减特性,在设计时需要根据不同情况选择合适的参数。
主动滤波器则利用控制技术实现对特定频率的反相干扰信号,以达到抵消谐振效应的目标。
配电系统的谐波治理方案
配电系统的谐波治理方案配电系统的谐波治理方案随着现代电子设备的广泛应用,谐波问题在配电系统中变得越来越突出。
谐波是指频率是原电源频率的整数倍的电流或电压成分。
谐波会引起各种问题,如电网设备的过载、损坏和功率因数下降等。
因此,为了确保配电系统的正常运行,谐波治理显得尤为重要。
谐波治理方案的核心目标是减少谐波的发生和传播。
下面,我将介绍几种常用的谐波治理方案。
第一种方案是使用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种能够从电网中消除谐波的设备。
它通过选择性地吸收或衰减特定频率的谐波,从而将谐波限制在可接受的范围内。
谐波滤波器通常由电容器、电感器和电阻器组成,可以根据谐波频率的不同来选择不同的滤波器。
第二种方案是使用谐波抑制器。
谐波抑制器是一种能够主动抑制谐波的设备。
它通过产生与谐波相位相反的电流或电压来抵消谐波。
谐波抑制器通常由晶闸管组成,可以根据谐波的类型和频率进行调节和控制。
第三种方案是通过改变设备的结构和设计来减少谐波的产生和传播。
例如,在配电变压器的设计中添加谐波抑制装置,可以有效地降低谐波的水平。
此外,还可以采用各种特殊的变压器和电容器等设备来减少谐波。
第四种方案是通过提高配电系统的功率因数来减少谐波。
功率因数是指有功功率与视在功率之比。
当功率因数接近于1时,谐波的水平通常较低。
因此,通过使用功率因数校正装置来提高功率因数,可以有效地降低谐波的水平。
综上所述,谐波治理是保证配电系统正常运行的重要环节。
通过使用谐波滤波器、谐波抑制器、改变设备结构和提高功率因数等方案,可以减少谐波的发生和传播。
这些方案的选择和应用应根据具体的配电系统需求和实际情况来确定。
通过有效的谐波治理方案,我们可以提高配电系统的可靠性和稳定性,确保电力供应的质量和效率。
智能建筑电气设计中的谐波治理措施
智能建筑电气设计中的谐波治理措施
谐波是指电流和电压中频率是基波频率整数倍的波动。
在智能建筑的电气设计中,谐波是一个重要的问题,因为谐波会造成电网电压失真、设备故障和能源浪费等问题。
为了解决这些问题,需要采取谐波治理措施。
谐波治理措施可以分为被动方式和主动方式。
被动方式主要是通过安装谐波滤波器来消除谐波,而主动方式则是通过控制谐波发生源来减少谐波。
被动方式的谐波治理措施主要包括:
1. 安装谐波滤波器:谐波滤波器是一种通过滤波电路来消除谐波的设备。
谐波滤波器根据谐波频率和容量来选择,能够有效的消除谐波,并且不影响正常的电力运行。
2. 使用低谐波设备:选择低谐波设备是减少谐波的有效手段。
低谐波设备通过采用特殊的电路设计和材料选择,降低了谐波的生成和传播。
3. 采用谐波抑制措施:比如采用抑制器和补偿电容等,可以有效抑制谐波的增长。
1. 采用变频调速器:变频调速器是一种通过调整电机转速来实现能量控制的设备。
采用变频调速器可以降低设备的运行功率,减少谐波的产生。
2. 使用高效电源:高效电源能够提供稳定的电流和电压输出,减少谐波的产生。
3. 优化电网结构:优化电网结构可以减少谐波的传播。
通过合理规划输电线路、选择合适的变电设备和减低母线阻抗等,可以减少谐波的传播和影响。
谐波治理是智能建筑电气设计中一个至关重要的问题。
通过采取被动方式和主动方式的谐波治理措施,可以有效减少谐波的产生与传播,保证智能建筑的电网安全与稳定运行。
电力谐波治理的几种方法
电力谐波治理的几种方法
随着现代化程度的不断提高,电力谐波问题日益突出,给电力系统的安全稳定运行带来了极大的威胁。
为此,电力谐波治理成为了电力系统建设和运行中必不可少的一项工作。
电力谐波的治理主要有以下几种方法:
1. 滤波器法
采用电力滤波器对电力谐波进行滤波处理,以减小其对电力系统的干扰。
常见的电力滤波器包括L-C滤波器、谐振滤波器和有源滤波器等。
滤波器法具有费用低、性能稳定等优点,适用于小功率电器的电力谐波治理。
2. 变压器法
采用特殊结构的变压器进行电力谐波治理,包括隔离变压器、耦合变压器等。
变压器法可以有效地降低电力谐波对电力系统的影响,但需要投入较大的资金,适用于大功率电器的电力谐波治理。
3. 电容器法
通过电容器的串联或并联方式,对电力谐波进行电容滤波处理。
电容器法具有构造简单、成本低等优点,适用于小功率电器的电力谐波治理。
4. 谐波抑制器法
采用谐波抑制器对电力谐波进行抑制处理。
常见的谐波抑制器包括谐波电流抑制器、谐波电压抑制器等。
谐波抑制器法具有能够有效抑制电力谐波、无需改变电路结构等优点,适用于各类电器的电力谐
波治理。
在电力谐波治理中,需要综合考虑电力系统的实际情况和治理成本,选择合适的治理方法,并采取科学有效的措施加以实施,以确保电力系统的安全稳定运行。
电力系统谐波治理的四种方法
电力系统谐波治理的四种方法电力系统中的谐波是指电网中除基波(50Hz或60Hz)外的各种频率的非线性电流和电压分量。
谐波会导致电网中设备的性能下降,甚至造成设备的故障。
因此,为了保证电力系统的正常运行和设备的安全使用,需要进行谐波治理。
下面介绍电力系统谐波治理的四种方法。
第一种方法是滤波器的应用。
滤波器是一种电子器件,可以通过选择性地通过或阻断特定频率的信号来消除谐波。
根据谐波的频率,可以选择合适的滤波器类型,例如LC滤波器、有源滤波器等。
滤波器通常与设备的电源连接,以便将谐波电流或电压从电网中衰减到可接受的水平。
第二种方法是降低谐波源的发生。
谐波是由非线性负载引起的,例如变频器、电弧炉等。
降低谐波源的发生可以通过选择低谐波的设备、改进设备的运行方式或采取适当的谐波抑制措施来实现。
例如,在选择变频器时,可以考虑具有低谐波输出的变频器,或者通过安装谐波抑制器来补偿谐波。
第三种方法是采用谐波干扰限制技术。
谐波可以通过电力系统中的传输线、变压器等元件传播到其他设备中,造成干扰。
因此,为了减少谐波的传播和干扰,可以采用一些限制技术,如使用低谐波设计的变压器、采用合适的线路参数等。
第四种方法是谐波监测和分析技术的应用。
谐波的监测和分析是谐波治理的重要步骤。
通过采集电网中的谐波数据,并利用相关的分析软件进行谐波分析,可以了解电网中的谐波水平和谐波源的特征,为谐波治理提供科学的依据和措施。
总之,电力系统谐波治理是保证电力系统正常运行和设备安全使用的重要措施。
通过滤波器的应用、降低谐波源的发生、采用谐波干扰限制技术和谐波监测分析技术的应用,可以有效地控制和消除电力系统中的谐波,提高电网的质量和可靠性。
治理谐波的方法
治理谐波的方法
以下是 9 条关于治理谐波的方法:
1. 采用滤波器呀!就像给电流戴上了一个精致的“口罩”,把谐波这个“捣蛋鬼”给过滤掉。
比如说在工厂的电力系统里装上滤波器,就能有效减少谐波的影响啦。
2. 改善电力系统的设计嘞,这可是从根源上解决问题呀!就如同建房子要先打好牢固的地基一样。
你想想,如果一开始设计就很合理,那谐波出现的几率不就大大降低了嘛!
3. 对谐波源进行隔离呀!好比把捣乱的孩子单独隔离开,不让它去影响其他小伙伴。
像一些容易产生大量谐波的设备,单独给它们安排个小空间,不就好多了吗?
4. 利用无功补偿装置哟!这就像是给电力系统吃了一颗“补品”,让它更有活力去对抗谐波。
比如在变电站里用上无功补偿装置,对治理谐波超有用的。
5. 动态无功补偿技术了解一下嘛!它就像一个灵活的“小卫士”,能随时根据谐波的情况进行调整呢。
我们小区的配电室不就用了这技术,效果那叫一个棒啊!
6. 加强监测和管理呀,要时刻盯着谐波这个家伙!这就跟家长看着孩子写作业一样,只要盯着,它就不敢乱来。
工厂里安排专人监测,一有异常立马处理。
7. 优化用电设备的运行方式呗!就像是让运动员调整跑步的姿势,能发挥出更好的效果。
某些设备合理安排运行时间和方式,谐波可能就不会那么猖狂啦!
8. 采用谐波抑制电抗器呀,它可是谐波的“克星”呢!变电站里那些电抗器就是专门对付它的呀,效果超明显的。
9. 提高员工对谐波的认识和重视程度呀!这就好像给大家敲响警钟一样。
如果每个人都知道谐波的危害,那防治起来不就更有力量了嘛!
总之,治理谐波要多管齐下,各种方法综合运用,才能把这个“小麻烦”彻底解决掉呀!。
配电网中谐波的治理
冀 中能源机械 装备 公 司邢 台机 械厂 动 力科 安 红艳
[ 摘 要] 经济的飞速发展 带来供 电紧张 , 为解决供 电紧张, 一方面要 建设许 多新的 电厂和输 电线路 , 另一方面要 高效利 用现有 的电 力资源, 减少电力损耗。谐波是导致 电力损耗增加 , 供 电质量 下降的 重要 因素。本 文对配电网 中谐波的来源和危 害进行 了分析 。 ห้องสมุดไป่ตู้
结和 提 出 了治 理谐 波 的 若 干 方 法 。
[ 关键词 ] 电能质量
谐波治理 配电网 与谐波不无关 系。所 以谐波超标 , 会严重威胁配 电系统的安全稳定运 行。 谐波会大大增加电力变压 器的铜损 和铁损 , 降低变压器有效 出力 , 谐波导致的噪声 , 会使变电所的噪声污 染指数超标 , 影响工作人员 的身 心健康 。对 于电力电容器 , 谐波会 导致端电压升高 , 损耗 加大 , 电容器 发热 , 加速老化 , 从而缩短使用寿命 。 配 电网中使用 大量异步 电动机 , 产生的谐波会增加 附加损耗 。负 序谐波 产生 的负序旋转磁 场 , 会产 生制动力 矩 , 影 响电动机 的有功 出 力 。对断路器 而言 , 无论其构成元件 为电磁的 、 还是热磁 的 、 亦或 电子 的, 都可能受谐波 的影响误动。 电能表是评 价电能消耗重要 而基本 的测量T具 , 是用 户缴费 的凭 证, 而谐波可能使电能计 量产生较 大误差 , 严重时会导致计量混乱 。同 样, 谐 波也是 引起 录波装 置误启 动 , 保护 误动和拒 动的重要 因素 。此 外, 谐波会通过静电感应 、 电磁感应 以及传 导等多种方式耦合进通讯系 统, 影 响它 们的正常运行 。对 于人体 , 谐波会刺激人体 细胞 , 使正 常的 细胞膜 电位 发生快速波动或可逆 的翻转 , 当这种波 动或翻转频率接近 谐波频率时 , 会影 响人体大脑与心脏。 4 . 配电网谐波治理的对策 既然谐波存 在多方面的危害, 采取必要 的有效手段 , 避免或补偿 已 产生的谐波 , 就显得尤为重要 。可归纳以下治理措施 : ( 1 ) 加强 标 准 和相应 规 范 的宣 传 贯彻 。I E C 6 1 0 0以及 国标 G B / T 1 4 5 4 9 — 1 9 9 3 , 对于谐 波定 义 、 测量等进行 了宣传 , 明确谐 波治理是 一项 互惠互利 、 节能增效 , 保证 电网和设备安全稳定运行 的举措 。 ( 2 ) 主管部 门对所辖 电网进行系统分析 , 正确测量 , 以确定谐波 源位 置和产生 的原 因, 为谐波治理准备充分的原始材料 ; 在谐 波产生起 伏较 大 的地方 , 可设置长期观察 点 , 收集可靠 的数据 。对电力用户而言 , 可 以监督供 电部 门提供的电力是否满足要求 ; 对于供电部门而肓 , 可以评 估 电力用户的用电设 备是否产 生了超标的谐波污染。 ( 3 ) 针对谐波 的产生 和传播 的特点 , 采取相应的隔离 、 补偿和减小措 施 。在配 电网中, 主要存在 的是三次谐波污染 , 可以在谐 波检测 的基础 上, 通过适 当加装滤波设 备来 减小谐波 注入 电网。对于各种 电气设 备 的设计 者 , 在设计初始 , 就要 考虑其设备 的谐波 污染度 , 将谐波 限制在 标 准允许 的范围 内。 ( 4 )  ̄ 1 1 强管理 , 多方 出资 , 共 同治理 。谐波的治理 , 需要大量的投 资 , 不 能仅仅靠供 电部 门, 要调动 电力供需环节中的各个方面 , 在分清谐波 来源基础上 , 走共同治理之路 。 5 . 结 论 目前 , 电力消费的趋势是 高效率用 电与 高质量 用电相接合 。进 行 谐波治理 , 提高 电力 品质是第一位的 , 其次是节能。谐波治理是个 综合 治理过程 , 是改善供 电品质 的重要手段 一方面要从 源头抓起 , 加强设 备 的管理 防止谐波的产生 , 更重要的一方面是提高认识 , 积极进行谐 波 治理, 防止灾害产生 , 减少 能耗 , 提高 电能利用 率。这样才能够改 善整 个 网络 的电力品质 , 同时也能延长设备使用 寿命 , 提高产品质量 , 让电 能更好 的为人类服务。
配电网谐波的产生和治理
配电网谐波的产生和治理配电网谐波问题是电力系统运行中的重要问题之一,其产生主要是由于非线性负载设备(如电子设备、控制器等)在工作时对电力系统所产生的非线性负载电流所致。
谐波电流会对电力系统造成很大的影响,如增加导线的损耗和发热、使电机转矩降低、影响电线通讯,甚至损坏电气设备等。
因此,为了保证电力系统的安全、稳定和经济运行,必须对谐波进行治理。
谐波产生的根本原因是非线性负载的存在。
非线性负载设备的电阻、电感和电容之间的交互作用会导致谐波电流的产生。
谐波电流会引起电流和电压的波形失真,导致电力系统频率变化,进而破坏电力系统的稳定性及其正常运行。
为了解决谐波问题,目前主要有以下几种治理方法:1.滤波器治理法此方法主要是采用谐波滤波器或其他滤波器装置来消除谐波电流,使得电力系统中的电压和电流波形变得更加纯净。
一般情况下,谐波滤波器分为无源型和有源型两种。
无源型谐波滤波器系列分为低通、中通和高通滤波器等,可以抑制电力系统中的谐波电流。
有源型谐波滤波器可以根据控制策略主动地向电网注入谐波电流,以抵消非线性负载设备所产生的谐波电流,从而有效地降低谐波水平。
此方法主要是采用特制变压器来消除谐波电流。
例如,增强高阻抗变压器可以有效地消除电力系统中的谐波电流,因为其具有较高的阻抗值和适宜的数值。
3.实施控制策略此方法主要是采用某些电力电子装置来控制谐波电流。
例如,采用PWM变频器可以控制驱动电动机所需的电压和频率,从而控制谐波电流的发生。
可以采用降低负载功率、改变谐波源的位置、增加谐波滤波器等控制策略,也可以利用电力电子装置控制谐波电流的波形,以有效地降低谐波水平。
4.优化配电网络此方法主要是对电力系统的布局和设计进行优化调整,以减少谐波电流的产生。
例如,采用低谐波负载设备、减少非线性负载设备、缩短负载以及配电线路的长度等,将可以有效地降低谐波电流和谐波水平。
总之,谐波治理是电力系统运行的重要问题,需要采取多种手段来降低谐波水平。
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。
谐波治理方法
谐波治理方法
谐波治理的方法主要有以下几种:
1. 降低谐波源的产生:这是谐波治理的主要任务。
通过合理选择电力设备,尽可能选择低谐波的设备,可以降低谐波源的产生。
此外,采用谐波滤波器、有源滤波器等谐波抑制装置,可以将谐波源产生的谐波电流减少。
2. 优化负载结构:减少非线性负载的使用,也可以减少谐波的产生。
3. 增加滤波器:在可能产生谐波的设备或系统中增加滤波器,可以有效地滤除谐波,提高电源的品质。
4. 改善供电环境:通过改善供电环境,可以降低谐波对电力系统的影响。
例如,尽可能避免在电力系统附近使用大功率的电子设备,或者对电力系统进行隔离,以减少谐波的干扰。
5. 引入无功补偿装置:无功补偿装置可以对系统进行无功补偿,提高系统的功率因数,从而降低谐波对系统的影响。
以上是谐波治理的一些方法,根据不同的应用场景和实际情况,可以采取不同的方法进行治理。
目前常用的谐波治理的方法
目前常用的谐波治理的方法
首先,振动源消除法是通过改变设备的电气参数或结构参数,来抑制
或消除设备产生的谐波。
例如,通过改变幅值或相位,或者通过增加阻尼
来减少振动源产生的谐波。
其次,谐波滤波法是通过在电网中增加谐波滤波器来消除谐波。
谐波
滤波器通常由串联的电感和并联的电容组成,可以选择性地过滤掉特定频
率的谐波。
再次,变压器抗谐波处理法是通过在变压器的次级侧或高压侧增加谐
波处理设备,例如谐波滤波器或谐波消除器,来抑制或消除谐波。
另外,有源谐波抑制法是通过在电网中增加有源谐波抑制装置来消除
谐波。
有源谐波抑制装置可以根据实时的谐波电流信息,发出与谐波电流
相反相位的电流,从而相消谐波。
此外,谐波电流注入法是通过在电网中注入一个与谐波相同频率但反
相的电流,从而抵消谐波电流。
还有一种方法是谐波发生器消除法,即通过在电网上增加一个与谐波
相同频率但反相的谐波发生器,来抵消谐波。
最后,无功滤波器抑制法是通过在电网中增加无功滤波器来抑制谐波。
无功滤波器可以通过控制电流的幅值和相位来抑制谐波。
总结起来,目前常用的谐波治理方法包括振动源消除法、谐波滤波法、变压器抗谐波处理法、有源谐波抑制法、谐波电流注入法、谐波发生器消
除法以及无功滤波器抑制法等。
这些方法可以根据具体情况选择合适的方
法来抑制或消除谐波,以确保电网的稳定运行。
《2024年配电网系统背景谐波抑制方案研究》范文
《配电网系统背景谐波抑制方案研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展和广泛应用,非线性负荷在配电网中的比重逐渐增加,导致谐波问题日益严重。
谐波不仅会影响电力设备的正常运行,还会对电网的供电质量和安全性造成威胁。
因此,研究配电网系统背景下的谐波抑制方案,对于保障电力系统的稳定运行和供电质量具有重要意义。
二、配电网系统背景谐波问题现状配电网系统中的谐波问题主要源于电力电子设备、电弧炉、整流器等非线性负荷。
这些设备在运行过程中会产生谐波电流,导致电网电压波形发生畸变。
谐波的存在会使得电网的供电质量下降,影响电力设备的正常运行,甚至可能引发设备故障。
此外,谐波还会增加电网的损耗,降低电网的供电效率。
三、谐波抑制方案研究针对配电网系统背景下的谐波问题,本文提出以下抑制方案:1. 安装有源电力滤波器有源电力滤波器是一种能够实时监测电网中的谐波电流,并产生相反的补偿电流,从而消除谐波的装置。
在配电网系统中安装有源电力滤波器,可以有效地抑制谐波,提高电网的供电质量。
2. 优化配电网络结构通过优化配电网络结构,可以降低电网中的阻抗,减少谐波在电网中的传播。
例如,可以采用分散式供电、优化线路布局等方式,降低电网的阻抗,从而减少谐波的产生和传播。
3. 安装无源滤波器无源滤波器是一种通过在特定频率下对电路进行滤波,从而消除谐波的装置。
在配电网系统中安装无源滤波器,可以有效地抑制特定频率的谐波。
4. 改善非线性负荷的运行方式通过改善非线性负荷的运行方式,可以降低其产生的谐波电流。
例如,可以采用多级整流、控制电弧炉的电流波形等方式,降低非线性负荷产生的谐波电流。
四、实施方案及效果评估针对上述提出的谐波抑制方案,可以结合实际情况进行选择和实施。
在实施过程中,需要考虑到设备的投资成本、安装难度、维护成本等因素。
同时,需要对实施后的效果进行评估,包括对电网中谐波的抑制效果、对电力设备的影响、对供电质量的影响等方面进行评估。
五、结论配电网系统背景下的谐波问题是一个亟待解决的问题。
配电网谐波的治理
配电网谐波的治理供电质量包括系统电压、频率的合格率,峰值、超限电压持续时间、停电时间,以及电网谐波含量等诸多方面。
其中,谐波问题一直是主要的电能质量问题。
谐波存在于电力系统发、输、配、供、用的各个环节。
治理好谐波,不仅能降低电能损耗,而且能延长设备使用寿命,改善电磁环境,提高产品的品质。
1电力系统谐波的基本特性和测量谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数。
理论上看,非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。
非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系,这类负荷的电流不是正弦波,且引起电压波形畸变。
周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后,那些大于基频的分量被称作谐波。
非线性负荷除了产生基频整次谐波外,还可能产生低于基频的次谐波,或高于基波的非整数倍谐波。
电力系统中出现系统短路、开路等事故,而导致系统进入暂态过程引起的谐波,将不归属谐波治理的范畴。
要治理谐波改善供电品质,需要了解谐波类型。
谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。
因其多样性和随机性,在实际工作中,要精确评估谐波量值非常困难,所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定,推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。
兼顾数理统计和数据压缩的需要,标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了表1建议。
国标GB/T 14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。
为简便实用,将实测值按由大到小的方式排序,在舍去前5%个大值后剩余的较大值,近似作为95%的概率值。
实际工作中,通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。
一般来说,将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,测量该点的电压和注入公共电网的电流后,通过对电压和电流的分析,取得谐波测量资料。
相对单点的谐波测量而言,从区域或整个电网角度来看,谐波源的定位和确定谐波模型进而分析它是一个相对复杂的过程。
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目前諧波的治理可採用以下方法:1〃變頻器的隔離、遮罩、接地:變頻器系統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立。
或在變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器。
或者將變頻器放入鐵箱內,鐵箱外殼接地。
同時變頻器輸出電源應儘量遠離控制電纜敷設(不小於50mm間距),必須靠近敷設時儘量以正交角度跨越,必須平行敷設時儘量縮短平行段長度(不超過1 mm ),輸出電纜應穿鋼管並將鋼管作電氣連通並可靠接地。
2〃加裝交流電抗器和直流電抗器:當變頻器使用在配電變壓器容量大於500KV A ,且變壓器容量大於變頻器容量的10倍以上,則在變頻器輸入側加裝交流電抗器。
而當配電變壓器輸出電壓三相不平衡,且不平衡率大於3% 時,變頻器輸入電流峰值很大,會造成導線過熱,則此時需加裝交流電抗器。
嚴重時則需加裝直流電抗器。
3〃加裝無源濾波器:將無源濾波器安裝在變頻器的交流側,無源濾波器由L、C、R元件構成諧波共振回路,當LC 回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時,即可阻止高次諧波流入電網。
無源濾波器特點是投資少、頻率高、結構簡單、運行可靠及維護方便。
無源濾波器缺點是濾波易受系統參數的影響,對某些次諧波有放大的可能、耗費多、體積大。
4〃加裝有源濾波器:早在70年代初,日本學者就提出有源濾波器的概念,由源濾波器通過對電流中高次諧波進行檢測,根據檢測結果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流,達到即時補償諧波電流的目的。
與無源濾波器相比具有高度可控性和快速回應性,有一機多能特點。
且可消除與系統阻抗發生諧振危險。
也可自動跟蹤補償變化的諧波。
但存在容量大,價格高等特點。
5〃加裝無功功率靜止型無功補償裝置:對於大型衝擊性負荷,可裝設無功功率的靜止型無功補償裝置,以或得補償負荷快速變動的無功需求,改善功率因數,濾除系統諧波,減少向系統注入諧波電流,穩定母線電壓,降低三相電壓不平衡度,提高供電系統承受諧波能力。
而其中以自飽和電抗型( SR型) 的效果最好,其電子元件少,可靠性高,反應速度快,維護方便經濟,且我國一般變壓器廠均能製造。
6〃線路分開:因電源系統內有阻抗,所以諧波負荷電流將造成電壓波形的諧波電壓畸形。
把產生諧波的負荷的供電線路和對諧波敏感的負荷供電線路分開,線性負荷和非線性負荷從同一電源介面點PCC 開始由不同的電路饋電,使非線性負荷產生的畸變電壓不會傳導到線性負荷上去。
7〃電路的多重化、多元化:逆變單元的並聯多元化是採用2個或多個逆變單元並聯,通過波形移位疊加,抵消諧波分量;整流電路的多重化是採用12脈波、18脈波、24脈波整流,可降低諧波成分;功率單元的串聯多重化是採用多脈波(如30脈波的串聯),功率單元多重化線路也可降低諧波成分。
此外還有新的變頻調製方法,如電壓向量的變形調製。
8〃變頻器的控制方式的完善:隨著電力電子技術、微電子技術、電腦網路等高新技術發展,變頻器控制方式有了以下發展:數位控制變頻器,變頻器數位化採用單片機MCS51或80C196MC等,輔助以SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現更加完善的控制性能;多種控制方式結合,單一的控制方式有著各自的缺點,如果將這些單一控制方式結合起來,可以取長補短,從而達到降低諧波提高效率的功效。
9〃使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器:綠色變頻器的品質標準是:輸入和輸出電流都是正弦波,輸入功率因數可控,帶任何負載使都能使功率因數為1,可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。
綜上所述,可以瞭解變頻器以及變頻器諧波產生的機理,變頻器諧波以及其危害性,以及採用變頻器隔離、接地或採用無源濾波器、有源濾波器、加設無功補償裝置以及綠色變頻器等方法。
隨著電力電子技術以及微電子技術等技術的飛速發展,在治理諧波問題上將會邁上一個新的臺階,將變頻器產生的諧波控制在最小範圍之內以達到抑制電網污染,提高電能品質。
配電網諧波的治理經濟的飛速發展帶來供電緊張,為解決供電緊張,一方面要建設許多新的電廠和輸電線路,另一方面要高效利用現有的電力資源,減少電力損耗。
諧波是導致電力損耗增加,供電品質下降的重要因素。
本文分析諧波基本性質和測量方法,對配網中諧波的來源和危害進行了詳細說明,總結和提出了治理諧波的若干方法。
供電品質包括系統電壓、頻率的合格率,峰值、超限電壓持續時間、停電時間,以及電網諧波含量等諸多方面。
其中,諧波問題一直是主要的電能品質問題。
諧波存在於電力系統發、輸、配、供、用的各個環節。
治理好諧波,不僅能降低電能損耗,而且能延長設備使用壽命,改善電磁環境,提高產品的品質。
1 電力系統諧波的基本特性和測量諧波是一個週期電氣量的正弦波分量,其頻率是基波頻率的整數倍數。
理論上看,非線性負荷是配電網諧波的主要產生因素。
非線性負荷吸收電流和外加端電壓為非線性關係,這類負荷的電流不是正弦波,且引起電壓波形畸變。
週期性的畸變波形經過傅立葉級數分解後,那些大於基頻的分量被稱作諧波。
非線性負荷除了產生基頻整次諧波外,還可能產生低於基頻的次諧波,或高於基波的非整數倍諧波。
電力系統中出現系統短路、開路等事故,而導致系統進入暫態過程引起的諧波,將不歸屬諧波治理的範疇。
要治理諧波改善供電品質,需要瞭解諧波類型。
諧波按其性質和波動的快慢可分成四類:准穩態諧波、波動諧波、快速變化的諧波和間諧波四類。
因其多樣性和隨機性,在實際工作中,要精確評估諧波量值非常困難,所以在IEC 6100-4-7標準中對前三類諧波進行了規定,推薦採用數理統計的方法對諧波進行測量。
兼顧數理統計和資料壓縮的需要,標準對測量時段以及通過測量值計算諧波值提出了表1建議。
國標GB/T 14549-1993採用觀察期3s有效測量的各次諧波均方根值的95%概率作為評價諧波的標準。
為簡便實用,將實測值按由大到小的方式排序,在舍去前5%個大值後剩餘的最大值,近似作為95%的概率值。
實際工作中,通常採用諧波測詴儀來監測和分析諧波。
一般來說,將用戶接入公用電網的公共連接點作為諧波監測點,測量該點的電壓和注入公共電網的電流後,通過對電壓和電流的分析,取得諧波測量資料。
相對單點的諧波測量而言,從區域或整個電網角度來看,諧波源的定位和確定諧波模型進而分析它是一個相對複雜的過程。
諧波源定位,一般採用功率方向法和暫態負荷參數分割法。
而諧波模型分析的方法一般有三種:非線性時域仿真、非線性和線性頻率分析。
三種方法的相同點是對電網作適當的線性化處理,只是在處理非線性設備時採取了不同的類比方式。
2 配網中的諧波源嚴格意義上講,電力網絡的每個環節,包括發電、輸電、配電、用電都可能產生諧波,其中產生諧波最多位於用電環節上。
發電機是由三相繞組組成的,理論上講,發電機三相繞組必須完全對稱,發電機內的鐵心也必須完全均勻一致,才不致造成諧波的產生,但受工藝、環境以及製作技術等方面的限制,發電機總會產生少量的諧波。
輸電和配電系統中存在大量的電力變壓器。
因變壓器內鐵心飽和,磁化曲線的非線特性以及額定工作磁密位於磁化曲線近飽和段上等諸多因素,致使磁化電流呈尖頂形,內含大量奇次諧波。
變壓器鐵心飽和度越高,其工作點偏離線性就越遠,產生的諧波電流就越大,嚴重時三次諧波電流可達額定電流的5%。
用電環節諧波源更多,晶閘管式整流設備、變頻裝置、充氣電光源以及家用電器,都能產生一定量的諧波。
晶閘管整流技術在電力機車、充電裝置、開關電源等很多方面被普遍採用。
它採用移相原理,從電網吸收的是半周正弦波,而留給電網剩下的半周正弦波,這種半周正弦波分解後能產生大量的諧波。
有統計表明,整流設備所產生的諧波占整個諧波的近40%,是最大的諧波源。
變頻原理常用於水泵、風機等設備中,變頻一般分為兩類:交-直-交變頻器和交-交變頻器。
前者將380V 50Hz工頻電源經三相橋式可控矽整流,變成直流電壓信號,濾波後由大功率晶體開關元件逆變成可變頻率的交流信號。
後者將固定頻率的交流電直接轉換成相數一致但頻率可調的交流電。
兩者均採用相位控制技術,所以在變換後會產生含複雜成分(整次或分次)的諧波。
因變頻裝置一般具有較大功率,所以也會對電網造成嚴重的諧波污染。
充氣電光源和家用電器更是常見的諧波源,如螢光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈應用氣體放電原理發光,其伏安特性具有明顯的非線性特徵。
電腦、電視機、錄影機、調光燈具、調溫炊具、微波爐等家用電器,因內置調壓整流元件,會對電網產生高次奇諧波;電風扇、洗衣機、空調器含小功率電動機,也會產生一定量的諧波。
這類設備功率雖小,但數量多,也是電網諧波源中不可忽視的因素。
1. 諧波對供配電線路的危害(1)影響線路的穩定運行供配電系統中的電力線路與電力變壓器一般採用電磁式繼電器、感應式繼電器或電晶體繼電器予以檢測保護,使得在故障情況下保證線路與設備的安全。
但由於電磁式繼電器與感應式繼電器對10%以下含量高達40%時又導致繼電保護誤動作,因而在諧波影響下不能全面有效地起到保護作用。
電晶體繼電器雖然具有許多優點,但由於採用了整流取樣電路,容易受諧波影響,產生誤動或拒動。
這樣,諧波將嚴重威脅供配電系統的穩定與安全運行。
(2)影響電網的品質電力系統中的諧波能使電網的電壓與電流波形發生畸變。
如民用配電系統中的中性線,由於螢光燈、調光燈、電腦等負載,會產生大量的奇次諧波,其中3次諧波的含量較多,可達40%;三相配電線路中,相線上的3的整數倍諧波在中性線上會疊加,使中性線的電流值可能超過相線上的電流。
另外,相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產生同次諧波的有功功率與無功功率,從而降低電網電壓,浪費電網的容量。
2. 對電力設備的危害對電力電容器的危害當電網存在諧波時,投入電容器後其端電壓增大,通過電容器的電流增加得更大,使電容器損耗功率增加。
對於膜紙複合介質電容器,雖然允許有諧波時的損耗功率為無諧波時損耗功率的1.38倍;對於全膜電容器允許有諧波時的損耗功率為無諧波時的1.43倍,但如果諧波含量較高,超出電容器允許條件,就會使電容器過電流和過負荷,損耗功率超過上述值,使電容器異常發熱,在電場和溫度的作用下絕緣介質會加速老化。
尤其是電容器投入在電壓已經畸變的電網中時,還可能使電網的諧波加劇,即產生諧波擴大現象。
另外,諧波的存在往往使電壓呈現尖頂波形,尖頂電壓波易在介質中誘發局部放電,且由於電壓變化率大,局部放電強度大,對絕緣介質更能起到加速老化的作用,從而縮短電容器的使用壽命。
一般來說,電壓每升高10%,電容器的壽命就要縮短1/2左右。
再者,在諧波嚴重的情況下,還會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。
對電力變壓器的危害諧波使變壓器的銅耗增大,其中包括電阻損耗、導體中的渦流損耗與導體外部因漏磁通引起的雜散損耗都要增加。
諧波還使變壓器的鐵耗增大,這主要表現在鐵心中的磁滯損耗增加,諧波使電壓的波形變得越差,則磁滯損耗越大。