谐波治理的知识
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。
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。
谐波的产生原因危害与治理
谐波的产生原因危害与治理谐波是指信号在传输过程中产生的频率是原有信号频率的整数倍的现象。
谐波一般是由于信号源产生幅度非线性特性、信号传输线路的不完美特性以及外界干扰等多种因素共同作用所导致的。
1.非线性特性:当信号源的输入电压超过其线性范围时,信号源会产生非线性失真。
这种非线性特性会使得原信号分解成包含各种谐波成分的信号,即产生谐波。
2.传输线路的不完美:在电力传输和通信线路中,由于电导率不一致、绝缘材料的不均匀性以及线路的接地等因素,会引起谐波的产生。
这些因素使得线路对于不同频率的信号具有不同的传输特性,从而造成信号的失真和谐波的产生。
3.外界干扰:外界电磁辐射的干扰也会引起谐波的产生。
当外界电磁波与系统内的信号相互作用时,可能会产生共振现象,从而导致谐波信号的产生。
谐波的存在会带来一系列的危害,包括以下几个方面:1.信号失真:谐波信号会改变原信号的波形和频谱特性,导致信号失真。
这会影响到电力传输系统和通信系统中的信号传输质量,降低系统的可靠性和稳定性。
2.设备损坏:谐波会导致电流和电压的波形变形,产生大量的电磁干扰。
这些干扰会对设备的正常工作造成影响,甚至会导致设备损坏和故障。
谐波还可能引起设备内部电子元件的过热现象,加速设备老化和损坏。
3.电力系统能源浪费:谐波会引起电力系统中电流和电压的非功率信号,造成能量损耗。
这不仅会浪费能源,还会导致电力系统的效率降低。
为了治理谐波对系统的危害,可以采取以下几种方法:1.模拟电路设计中采用线性器件:选择线性器件作为信号源和信号传输线路中的关键部件,减少非线性特性对信号的影响。
2.使用滤波器:在信号源和负载之间加入合适的滤波器,可以有效地滤除谐波成分,保证原信号的传输质量。
3.优化供电系统:针对供电系统中频繁出现谐波问题的设备,进行电源选择、接线方式和接地设计的优化,减少谐波产生。
4.电源质量改进:加强对供电设备的质量管理,采用高质量的电源设备,减少谐波对电力系统的影响。
谐波治理基础知识
第5章谐波治理基础知识5.1 谐波的含义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。
电力系统中有非线性负载时,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,用富氏级数展开,就是人们称的电力谐波。
5.2 谐波的产生在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流就是正弦波。
在实际的供电系统中,由于有非线性负荷的存在,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。
任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
谐波频率是基频的整倍数,例如基波频率为50Hz,二次谐波为100Hz,三次谐波则为150Hz。
因此,畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……直到第三十次谐波组成。
5.3 谐波的危害主要表现在以下几个方面:(1)谐波使企业电网中的设备产生附加谐波损耗,降低电网、输电及用电设备的使用效率,增加电网线损。
在三相四线制系统中,零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波电流,造成零线过热。
(2)谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备发热,使绝缘老化,降低设备的使用寿命。
(3)如果电网中装有补偿电容器,谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或是串联谐振,使谐波电流放大几倍甚至数十倍,造成过电流,引起电容器和与之相连的电抗器、电阻器的损坏。
(4)谐波会引起企业中一些敏感的自动化设备误动作,同时也会导致电气测量仪表计量不准确。
(5)谐波会对附近系统的信号传输产生干扰,轻者引入噪声,重者导致信号丢失,使系统无法正常工作。
5.4 谐波治理的必要性以上危害,在有些企业中表现的比较突出,而在一些企业中表现的不是很明显,然而谐波危害的隐患依然存在。
谐波治理
一、概述目前,许多变电所的负荷中含有大量非线性负荷,如整流装置、交-交变频装置、炼钢电弧炉、中频炉、电力机车、交流电焊机、高频电焊机、中频淬火炉、高频淬火炉、计算机的开关电源、带电子镇流器的荧光灯等。
供电给这些非线性负荷的系统电压即使为理想正弦波,它们工作时的电流也是非正弦电流。
这些非正弦电流波形按傅氏级数可以分解为基波及一系列不同频率和振幅的谐波。
谐波频率为基波频率的整数倍时,称为高次谐波;其频率为基波频率的非整数倍时,称为分数谐波或旁频波;其频率低于基波频率时,称为次谐波。
谐波电流流经系统中包括发电机、输电线、变压器等各种阻抗元件时,必然产生非正弦的电压降,使交流系统内各点的电压波形也发生不同程度的畸变。
电压畸变的程度取决于非线性负荷容量与电网容量的相对比值以及供电系统对谐波频率的阻抗,畸变的电压反过来对整流装置从系统中取用的电流波形又有影响。
因而谐波电流和谐波电压是相伴而生、相互影响的。
二、谐波危害2.1通讯干扰非线性负荷供电系统产生的谐波对与其邻近的通讯线路产生静电感应及电磁感应,在通讯系统内产生不良影响。
2.2同步发电机的影响电力系统中的同步发电机,特别是以非线性负荷为主或以发电电压直接供给非线性负荷的同步发电机,高次谐波对其有较大不良影响。
谐波电流引起定子特别是转子部分的附加损耗和附加温升,降低了发电机的额定出力。
2.3对异步电动机的影响谐波引起电机角速度脉动,严重时会发生机械共振。
对电动机的功率因数和最大转矩都有影响。
2.4对电力电容器的影响由于电容器的容抗和频率成反比,电力电容器对谐波电压最为敏感。
谐波电压加速电容器介质老化,介质损失系数tgδ增大,容易发生故障和缩短寿命,谐波电流常易使电容器过负荷而出现不允许的温升。
电容器与电力系统还可能发生危险的谐振。
此时,电容器成倍地过负荷,响声异常,熔断器熔断,使电容器无法运行。
伴随着谐振,在谐振环节常出现过电压,造成电气元件及设备故障或损坏,严重时影响系统的安全运行。
谐波治理的原理
谐波治理的原理谐波治理是一种针对电网谐波问题的技术措施。
在电力系统中,谐波是指频率是基波频率的整数倍的电压和电流成分,它们会引起电网中的谐波电压和电流增加,从而导致设备的过热、损坏,影响电网的安全稳定运行。
谐波治理的原理主要包括:谐波发生的机理、谐波产生与传输的特性以及谐波的抑制方法。
首先,谐波发生的机理主要涉及非线性负载的存在。
例如,电力电子设备(如变流器、电力电子变压器等)的普及应用,导致电网中存在大量非线性负载。
这些非线性负载的工作特性决定了它们电流与电压之间存在非线性关系,产生的电流包含了频率是基波频率的整数倍的谐波分量。
接着,谐波的产生与传输的特性主要与电网的拓扑结构有关。
电网中存在大量的线路与变压器,谐波电流在传输过程中会经过这些元件,导致电压波形被扭曲,且谐波电流的影响范围会扩散到整个电网中。
基于以上的分析,谐波治理的方法主要包括以下几个方面:1. 谐波源的控制:在电网中,非线性负载是主要的谐波源。
为了降低谐波电流的产生,可以通过优化非线性负载的设计和选择,减小它们的谐波电流分量。
2. 谐波发生源的隔离:对于谐波较大的设备或非线性负载,可以将其与电网隔离,使用独立供电或者采用特殊设备来加以管理。
3. 电网设备的优化设计:通过优化电网的拓扑结构,减小电缆和变压器等设备的阻抗,降低谐波电流的影响,减少谐波电压的产生。
4. 谐波滤波器的应用:谐波滤波器是一种针对谐波电流或电压进行补偿的装置。
它可以通过选择合适的电抗元件,抵消谐波电流分量,从而降低谐波电压。
5. 谐波控制计算机的使用:谐波控制计算机是一种自动化管理谐波的技术手段。
通过对电网进行全面的监测和分析,可以根据实际情况进行合理的调整和优化,达到谐波治理的效果。
总之,谐波治理的原理是在深刻理解谐波的产生和传输机理的基础上,采取不同的方法和手段,从源头上减小谐波的产生,降低谐波对电网运行的影响,确保电网的安全稳定运行。
谐波治理需要综合考虑电网的特性和需求,在设计和运行中充分考虑谐波问题,采取相应的措施进行处理,以提高电网的电能质量和运行可靠性。
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!。
谐波的危害与治(三篇)
谐波的危害与治引言随着现代科技的发展,谐波问题在各个领域中日益突出。
谐波是指在电力系统或电子设备中,在基频上产生的频率是基频的整数倍的特殊电压或电流成分。
尽管谐波本身并不造成太大的危害,但长期存在的谐波问题会导致设备的过载、故障、减寿等问题,甚至可能对人体健康产生负面影响。
因此,对谐波进行合理治理和控制是至关重要的。
本文将探讨谐波的危害以及治理范本。
一、谐波的危害1.设备故障和过载在电力系统中存在谐波电流时,会导致设备的过载和故障。
谐波电流会加大设备的电流负荷,使得设备运行在额定负荷以上,从而加速设备的老化过程,减少设备的使用寿命。
并且,谐波电流还会产生额外的热量,进一步加剧设备的过载,从而引发设备的故障。
2.能源浪费和降效谐波电流会导致能源的浪费。
谐波电流在电力系统中流动时,由于产生压降、损耗等现象,会导致能源的损失。
此外,谐波电流在设备内部的传导和流动过程中也会产生额外的功耗,进一步降低了设备的效率。
3.电网负面影响谐波电流会对电网产生负面影响。
大量的谐波电流会导致电网的电压和电流波形失真,进而影响电网的稳定运行。
在严重的情况下,甚至会导致电网的故障和瘫痪。
4.对人体健康的危害谐波电流还可能对人体健康产生负面影响。
长时间暴露在高谐波电压或电流环境中,可能导致头痛、失眠、神经衰弱等症状。
并且,据研究表明,长期暴露在谐波电流环境中,还可能增加患癌症、心脏病等疾病的风险。
二、谐波治理的范本1.谐波源控制谐波问题的治理首先要从源头入手,减少谐波电流的产生。
可以采取以下措施来控制谐波源:(1)对发电设备进行合理规划和设计,降低发电设备的谐波产生;(2)采用高质量的电力电子设备和组件,降低设备本身产生的谐波;(3)合理设计电力系统的连接和布线,降低谐波电流的传播和影响范围。
2.谐波抑制装置的应用谐波抑制装置是指一种专门用于抑制谐波现象的设备。
通过安装谐波抑制装置,可以有效地降低谐波电流的水平,减小谐波的影响。
谐波治理方法
谐波治理方法1、谐波治理原则。
通过分析,对通信、信号设备造成干扰的谐波主要来自牵引负荷,而铁路10kv 电力供电设计多采用27.5/10kv供电方式,选择谐波干扰小的电源作为主供电源会降低安全风险。
但当地方电力系统检修时,或地方电源因居民用电导致谐波上升时,仍会干扰信号、通信供电电源的质量,所以改变设计方法,并不能解决此问题。
从供电的电源集中整治,然后供给相应的负荷,也不经济,固需要解决的容量太大,且即便是集中解决,从供电的角度讲,电源也并非单独供给通信、信号,目前的生产、生活设备大量采用了变频设备,如地热井水泵恒转矩变频供电装置,变频空调,电磁炉,炊事机械等等,也会产生大量的谐波,进而干扰通信、信号电源的质量,所以,大的方案就是通信信号根据设备的重要程度和对谐波要求的高低,来选择小容量的谐波治理设备,才能达到既经济又安全的效果。
各车站的通信、信号设备,其总功率一般不超过40kvA,治理相对容易。
2、谐波治理方法。
采用交—直—交系统进行隔离,此方法在国外早有使用,我也曾在朔黄线三汲、段庄两个分区所进行试验。
采用进口交—直—交,通过改变蓄电池的容量,还可满足因利用下雨导致10kv电源线供电中断而引起的行车干扰。
如2013年8月4日,朔黄线肃北至太师庄间大面积树木倒伏,导致贯通、自闭全部中断,影响行车近2小时,如果采用交—直—交逆变电源,在电池容量允许的情况下,就不会影响通信、信号的供电,不仅解决了谐波问题,还解决了供电中断对行车的影响,是一个一举双得的好事。
3、谐波治理措施。
3.1采用无源滤波器滤波。
日常采用的滤波治理方法,其中一种方法就是采用无源滤波装置,即所谓LC滤波器,主要由滤波电容器、电抗器和电阻器组成。
其与谐波源关联,除了起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要。
这种滤波器最早出现,具有结构简单,投资少的特点,运行可靠性高,所以运行费用较低,应用较为广泛。
但也存在一些问题,如当系统结构或参数发生变化或滤波器本身参数变化时,滤波器可能产生谐波放大,而且这种滤波器对电压波动负序等不能综合治理。
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。
谐波治理
耗也比较大,然而基波损耗一般较小。
滤波器型式选择原则
交流滤波器类型基本上未超出上述7类,但如何选择合适的型式仍
需要理论和经验的支持。在选择滤波器时,一般要考虑如下因素。
1. 交流系统的频率变化范围。一般来说,当频率变化范围大时,需要 首选阻尼特性较好的阻尼滤波器,因为这种滤波器的滤波性能对频
率的变化不敏感。
L1
C2
100 10 1 0 500 1000 1500 频率/Hz 2000
0 -50
-100 2500
(a) 原理图
(b) 阻抗-频率特性图
阻抗相角/(°)
50
阻抗幅值/Ω
双调谐滤波器阻抗特性分析
高压直流输电工程中应用最多的交流滤波器类型为双调谐滤波 器。常见的双调谐滤波器有四种类型,分别命名为A型、B型、C型 和D型。 A型:带电阻器,电阻器接在高压电抗器高压端与地之间; B型:带电阻器,电阻器与高压电抗器并联; C型:带电阻器,电阻器与低压电抗器并联; D型:不带电阻器。
谐波治理
什么是谐波?
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,就是人们常说的电 力谐波。
谐波是怎么产生的?
电网中本身就存在谐波 例如:发电机、变压器的影响
电气设备产生的谐波
① ② ③ ④
变频装置 整流装置 非线性元件 电弧炉、电石炉
谐波的危害
1. 损耗增加,引起设备
温升增大;
2. 影响控制保护系统的 可靠性; 3. 降低电机效率,设备 噪声增大; 4. 可能引起系统谐振, 产生过电压或过电流;
谐波治理
谐波的产生,危害及治理谐波的产生:在供配电系统中的高次谐波主要产生于非线性负荷用电设备,如变流装置及电弧炉等;在低压电网的谐波污染,主要来源是功率电子设备,如驱动器、UPS、焊接器、计算机、打印机等。
通常设备里的半导体开关只会在基波周期的某段时间通电,这使设备具有剩电、动态特性和灵活控制等优点,从而产生较大畸变的不连续电流。
谐波是由于大量电力电子设备这样的非线性负载的投入运行,导致供电电压电流波形发生畸变,通过对畸变的电压、电流波形数据进行傅里叶分解,分解出的频率高于50HZ基波频率的分量成为谐波。
谐波对电气设备的危害主要表现在以下几个方面:(1) 谐波对旋转电机的影响谐波对旋转电机的主要影响是引起附加损耗,其次是产生机械振动、噪声和谐波过电压。
(2) 谐波对供电变压器的影响谐波电流不但引起变压器绕组附加损耗,也引起外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热,并且有可能引起局部的严重过热。
谐波使变压器噪声增大,谐波源造成的流经变压器的谐波电流在谐振条件下可能损害变压器。
(3) 谐波对换流装置的影响交流电网的电压畸变可能引起常规变流器控制角的触发脉冲间隔不等,并通过正反馈而放大系统的电压畸变,使整流器的工作不稳定;而对逆变器则可能发生连续的换相失败而无法正常工作,甚至损坏换相设备。
(4) 谐波对并联补偿电容器和电缆的影响谐波会引起电容器局部放电,加速电容器介质老化,缩短使用寿命。
在一定条件下谐波极易与无功补偿电容器组引起谐振或谐波放大,从而导致电容器因过负荷或过电压而损坏;对电力电缆也会造成电缆的过负荷或过电压击穿。
国内外在这方面的教训是深刻的,国内在许多电力系统和用户系统内都发生过无功补偿电容器组无法投入运行,大批电容器损坏的事故。
(5) 谐波对通信的干扰和影响谐波通过电容耦合、电磁感应和电气传导会感应到通信线路上,可能损害通话的清晰度,触发电话铃响,甚至在极端情况下,威胁通信设备和人员的安全。
(6) 谐波对继电保护和自动装置的影响谐波对继电保护和自动控制装置产生干扰和造成误动和拒动。
谐波的危害和治理
谐波的危害和治理什么是谐波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。
谐波实际上是一种干扰量,使电网受到污染。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般为2?n?40。
三.谐波产生的原因及危害性谐波的危害表现为引起电气没备(电机、变压器和电容器等)附加损耗和发热:使同步发电机的额定输出功率降低,转矩降低,变压器温度升高,效率降低,绝缘加速老化,缩短使用寿命,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,甚至有可能引发并联或串联谐振,损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。
供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面。
1、增加了发、输、供和用电设备的附加损耗,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,使导体对谐波电流的有效电阻增加,从而增加了设备的功率损耗、电能损耗,使导体的发热严重。
(1)对旋转电机的影响谐波对旋转电机的危害主要是产生附加的损耗和转矩。
由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率的增高而使在旋转电机的铁心和绕组中产生的附加损耗增加。
在供电系统中,用户的电动机负荷约占整个负荷的85%左右。
因此,谐波使电力用户电动机总的附加损耗增加的影响最为显著。
由于电动机的出力一般不能按发热情况进行调整,由谐波引起电动机的发热效应是按它能承受的谐波电压折算成等值的基波负序电压来考虑的。
试验表明,在额定出力下持续承受为3%额定电压的负序电压时,电动机的绝缘寿命要减少一半。
因此,国际上一般建议在持续工作的条件下,电动机承受的负序电压不宜超过额定电压的2%。
谐波的定义危害及治理(精)
谐波的定义危害及治理一、谐波的定义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。
谐波实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。
二、电网谐波的国家标准GB/T14549-93 公用电网谐波标准电压(KV)总谐波含量% 奇次含量 % 偶次含量%0.38 5% 4% 2%6 4% 3.2% 1.6%10 4% 3.2% 1.6%35 3% 2.4% 1.2%66 3% 2.4% 1.2%110 2% 1.6% 0.8%三、谐波的危害1.对供配电线路的危害(1)影响线路的稳定运行供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护,使得在故障情况下保证线路与设备的安全。
但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作,因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。
晶体管继电器虽然具有许多优点,但由于采用了整流取样电路,容易受谐波影响,产生误动或拒动。
这样,谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。
(2)影响电网的质量电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
如民用配电系统中的中性线,由于荧光灯、调光灯、计算机等负载,会产生大量的奇次谐波,其中3次谐波的含量较多,可达40%;三相配电线路中,相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加,使中性线的电流值可能超过相线上的电流。
另外,相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率,从而降低电网电压,浪费电网的容量。
2.对电力设备的危害(1)对电力电容器的危害当电网存在谐波时,投入电容器后其端电压增大,通过电容器的电流增加得更大,使电容器损耗功率增加。
谐波的危害与治理
谐波的危害与治理谐波是电气设备运行中不可避免出现的问题之一,其危害主要体现在设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
为了有效治理谐波,可以采取多种措施,包括谐波过滤器的应用、降低非线性负载、改进供电系统等方法。
本文将详细描述谐波的危害及治理方法。
谐波是电流或电压波形中频率是基波频率整数倍的成分。
当电力系统中存在谐波时,会带来以下危害:1. 电力设备的损坏:谐波会引起电力设备的过热、电容器的老化、电动机转矩波动、继电器误动等问题。
长此以往,会导致设备寿命的缩短,增加维护成本。
2. 能源浪费:谐波会导致电能的损失和能耗的增加。
电网中谐波电流的存在会导致额外的功率损耗,增加用户电费开支。
3. 工作效率下降:谐波会导致电力系统的电流和电压波形失真,使电力设备的工作效率下降。
例如,电机的转矩波动会降低效率,造成额外的能源浪费。
针对谐波问题,可以采取以下治理措施:1. 谐波过滤器的应用:谐波过滤器是一种能够降低电力系统谐波水平的设备,其原理是通过控制谐波电流的流向和大小来达到滤波效果。
可以根据实际需要选择合适的谐波过滤器类型,如有源谐波过滤器、无源谐波过滤器等,并在关键位置进行安装和配置。
2. 降低非线性负载:非线性负载是谐波产生的主要原因之一,如电力电子器件、变频器等。
通过控制这些非线性负载的使用,例如合理选择负载电压和电流的容量、增加电感元件等措施,可以减少非线性负载引起的谐波。
3. 改进供电系统:对供电系统进行改进也是治理谐波的重要方法。
例如,加装谐波补偿设备,通过补偿谐波电流来降低谐波水平;重新设计电力系统的接地系统,减小系统电容;提高系统电压等方法都可以有效地改进供电系统,从而减少谐波。
4. 加强维护管理:定期对电力设备进行巡检和维护,及时处理设备异常情况,可以减少谐波对设备的损坏。
此外,还可以加强对设备的监测和数据分析,及时发现谐波问题的存在,采取相应措施进行处理。
综上所述,谐波的危害主要包括电力设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
什么是谐波,谐波的治理
1、什么是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,用富氏级数展开,就是人们称的电力谐波。
随着经济发展,大功率可控硅的广泛应用,大量非线性负荷增加,特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步,在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备、交直流换流设备和电子电压调整设备,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,同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家用电器等普及使用,使得电力系统波形严重畸变。
2、谐波的危害电力谐波的主要危害有:a、引起串联谐振及并联谐振,放大谐波,造成危险的过电压或过电流;b、产生谐波损耗,使发、变电和用电设备效率降低;c、加速电气设备绝缘老化,使其容易击穿,从而缩短它们的使用寿命;d、使设备(如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作;e、干扰通讯系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正确传递,甚至损坏通信设备。
3、谐波的治理1)谐波治理标准GB/T 14549—93 《电能质量公用电网谐波》该标准对不同电压等级各次谐波允许注入值都作了具体规定(略),其规定公用电网谐波电压(相电压)限值2)谐波治理谐波治理就是在谐波源处安装滤波器,就近吸收谐波源产生的谐波电流,现在广泛采用的滤波器为无源滤波器,另外有利用时域补偿原理的有源滤波器,这种滤波器的优点是能做到适时补偿,且不增加电网的容性元件,但造价较高。
无源滤波装置,吸收高次谐波,而所有滤波支路对基波呈现容性,正好满足无功补偿要求,不必另装并联电容器补偿装置,这种方法经济、简便,国内外广泛采用。
滤波器的种类。
滤波器大致分为以下六种类型,如图:(a)—单调谐波滤波器;(b)—双调谐滤波器;(c)—一阶高通滤波器;(d)—二阶高通滤波器;(e)—三阶高通滤波器;(f)—“c”式高通滤波器。
谐波治理
滤波电抗器工作原理随着电力电子装置在工业领域里的广泛应用,以及电力电容器组在电力系统中的大量使用,带来了电网运行中谐波分量的急剧增加,从而严重影响了电能质量,危及工业企业的安全生产和电力部门的有效运营,使得谐波问题备受人们的关注,因此滤除谐波、改善电能质量成为电力部门的重要任务。
谐波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谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数比值称为谐波次数。
谐波主要由谐波电流源产生:当正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变,由于负荷与电网相连,故谐波电流注入到电网中,这些设备就成了电力系统的谐波源。
系统中的主要谐波源可分为两类:含半导体的非线性元件,如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、PWM 变频器等节能和控制用的电力电子设备;含电弧和铁磁非线性设备的谐波源,如日光灯、交流电弧炉、变压器及铁磁谐振设备等。
下面是谐波电流和谐波电压分别引起的危害:谐波电压引起的危害在供电网络阻抗下谐波电流产生叠加在正弦曲线50赫兹供电网络电压上的谐波电压。
从而,供电网络电压畸形。
如果这些谐波分量的其中一个分量接近于一个载波控制频率,可能使载波控制器接收到错误的信号。
电压谐波更进一步的影响可能是供电网电压过零点偏离。
某些在电压过零点触发的电子设备(包括功率变换器)的运行可能被严重地干扰。
目前谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三大公害。
因而了解谐波产生的机理,研究消除供配电系统中的谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。
在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流,以便把谐波电压控制在限定值之内,抑制谐波电流的工业措施则主要在:在谐波源处吸收谐波电流在谐波源处吸收谐波电流在谐波源处吸收谐波电流。
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谐波治理的知识
1.为什么谐波的问题越来越严重?
因为现代的用电方式与传统的用电方式发生了巨大的变化。
传统的电气负荷大部分是线性负荷,线性负荷不会产生谐波电流,只会导致功率因数降低的问题。
而现代负荷大多是非线性负荷,典型的就是整流电路。
整流电路几乎应用在所有的电力电子设备中,常见的包括:变频器、中频炉、直流电机、充电机、直流电源、信息设备、节能灯具等。
这些设备产生了严重的谐波电流。
随着节能降耗技术的普及,电力电子设备的使用更加普遍,谐波的问题将日益突出。
需要注意的是,这些电力电子设备虽然产生较强的谐波,但是相移功率因数都很高。
因此,过去,电力公司关心功率因数的问题,将来,将更加关注谐波的问题。
2.当谐波电流严重时,会出现哪些现象?
主要的现象包括:
●配电线缆的截面积符合要求,但是仍然过热
●变压器的容量符合要求,但是仍然过热
●三相平衡配电,但是零线中电流仍然过大,或者零线过热
●配电箱的容量符合要求,但是仍然出现跳闸现象,或者继电保护器误动作
●同一配电系统上的数控机床精度降低
●同一电网上的控制设备误动作,仪表显示不稳定或者读数误差增加
●无功补偿电容频繁损坏
●无功补偿柜不能投切,或者不能达到预定补偿目标
●导致电网上的保护设备的误动作
●变压器输出的电压达不到国家的规定(THD > 5%)
3.为什么要治理谐波?
治理谐波有三个意义:
1)满足电力公司对电网质量的要求,电力公司为了维护电网的质量,对电力用户向
电网注入的谐波电流提出了限制。
由于很多企业中安装了高精度、高度自动化的
设备,这些设备对电能质量的要求很高。
为了满足这些企业的要求,电力公司将
对谐波提出更加严格的要求;
2)保证企业内部电能质量,企业内部如果有高精度、自动控制设备,对于电能质量
的要求较高,通过谐波治理,使企业内部的电能质量满足要求;
3)有利于节能降耗:谐波电流在变压器、电缆线路中产生更大的热量,这些热量就
是额外的能量损耗,减小谐波电流,就能够节省这些能量。
另外,谐波电流在负
荷中所做的功都是无功功率,谐波电力越大,功率因数越低,能源利用率越低。
因此,减小谐波电流对于提高功率因数很重要。
4.关于谐波有哪些标准?
常用的标准有三个,IEEE519、GB14549、GB17625。
这三个标准分为两类,IEEE519、GB14549是针对电网的,它们规定了电网上的谐波
电流和谐波电压的最大幅度。
电力公司使用这两个标准,规范电力用户的谐波发射,保证公共电网的质量。
GB17625是针对设备的,它规定了设备的谐波电流发射必需满足的要求。
如果接入电网的设备满足这个标准的要求,就不会造成谐波相关的潜在风险。
系统集成商要保证系统的稳定运行,一个好方法就是所有的设备都选用满足这个标准的产品。
5.为什么治理谐波的最佳位置在谐波源?
因为这样等于从根本上消除了谐波电流,谐波电流带来的各种危害迎刃而解。
另外,在谐波源治理谐波给工程设计带来很大的方便。
大部分电气工程师对于谐波的认识还比较初级,当配电系统上有较大的谐波电流时,给他们的设计带来很大困惑,各种传统的设计手册不再适用。
例如,考虑谐波电流时,电缆的截面积不能再按照基波电流的情况来计算,变压器的容量也不能按照基波电流的情况来设计。
如果在谐波源治理谐波,由于配电系统上没有谐波电流,电气工程师可以按照传统的线性负载系统来进行设计,而这方面的设计已经十分成熟。
虽然从谐波治理的角度讲,最佳治理位置在谐波源,但在实际工程中要综合考虑可实施性和性价比。
在综合考虑各种因素时,应该将谐波源就地治理和在母线上统一治理结合起来,获得最高的性价比。
6.为什么称HTHF谐波滤波器为设备级的谐波滤波器?
因为HTHF滤波器特别适用于安装在电力电子设备的电源输入端,保证设备的谐波电流发射满足特定的要求。
并不是任何滤波器都可以安装在设备的电源输入端,设备级的谐波滤波器必须具备以下条件:
1)谐波滤波效果确定:某台设备安装了设备级的滤波器后,它的谐波指标就要是确定的,
例如,总谐波电流畸变率THID < 10%。
换句话说,就是,这个设备在任何场合使用,谐波电流发射强度都是一定的,与配电系统的特性有关。
2)不能吸收上游的谐波电流:某台电力电子设备可能在任何位置接入电网,如果它的上游
有其他谐波源,设备级的滤波器不能吸收来自上游的谐波,否则这个滤波器就容易发生过载,甚至损坏。
3)不能造成系统不稳定:显然这是一个基本要求,如果由于电力电子设备配装了滤波器,
而在接入系统时,造成系统不稳定,是不允许的。
4)不能产生过大的超前无功功率:公共电网不允许负载呈现较强的电容性,这会造成系统
不稳定。
如果电力电子设备配装了滤波器后,发出过大的容性无功,当接入的设备滤波器较多时,就会达不到电力公司的要求。
HTHF滤波器完全能够满足上述要求,因此,称其为设备级的谐波滤波器。
另外,这样称呼还有提醒用户的含义,这就是,这种滤波器不适合于安装在母线上。
因为这个滤波器接入母线后,会限制母线的容量,并且他的输出电压为梯形波,虽然特别适合于6脉整流电路,但是不适合于有些负载。
7.什么叫有源滤波器?
简单地说,有源滤波器就是,滤波器本身就是一个谐波源,它能够主动地向电网发出谐波电流。
与此相对应的是无源滤波器,无源滤波器不能主动向电网发出谐波电流,而只能
被动的吸收电网上的谐波电流。
有源滤波器的工作原理:检测出电网上的谐波电流后,向电网上注入幅度相等,相位相反的谐波电流,使其抵消电网上原来的谐波电流,达到减小谐波的效果。
8.有源滤波器有什么优点?
从谐波治理的角度讲,有源滤波器是一种理想的谐波治理设备。
与传统的无源滤波器相比,它具有以下优点(这些都是无源滤波器不具备的):
1)滤波效果确定
2)不会引起系统不稳定
3)不会发生过载
4)不会发出额外的容性无功功率
但是,有源滤波器的构造十分复杂,成本较高。
另外,由于有源滤波器本身就是一个大功率的电力电子设备(逆变器),在工作时会产生较强的射频干扰。
这种射频干扰一方面直接注入到电网,另一方面也会通过空间产生辐射,干扰临近的电子设备。
因此在使用有源滤波器时,要注意这一点,必要时采取适当的射频干扰滤波措施。
9.有源滤波器可以作为设备级滤波器使用吗?
从技术上讲,当然可以。
但是从经济上讲,很少这样做。
因为,有源滤波器本身的价格可能超过设备本身。
并且,有源滤波器可能降低设备的电磁兼容性,除非采用额外的射频干扰控制措施,这会进一步增加成本。
有源滤波器更适合于安装在母线上。
在很多场合,有源滤波器是无法被无源滤波器所取代的。
例如,商业楼宇中,由于负荷大多为节能灯、信息设备、自动化办公设备,3次谐波十分严重。
如果用无源滤波器来滤除3次谐波,会导致容性无功过大。
这时,有源滤波器就是不二的选择。
有源滤波器是一种理想的母线滤波器。
10.当谐波电流超出PSW有源滤波器的额定补偿电流时,PSW会损坏吗?
不会。
这时仅会发生滤波效果下降的现象。
因为PSW有源滤波器具有过载保护功能,即使检测到的谐波电流超过额定输出电流,他的输出电流也不会增加。
这时,就会有些谐波电流得不到补偿。
11.怎样确定谐波治理的位置,在设备级进行治理,还是在母线上治理?
从技术上讲,这取决于治理谐波的目的。
任何谐波治理方法,都是保证治理位置的上游谐波指标达到要求。
如果,谐波治理的目的是满足电力公司对企业主变压器上游的电能质量要求,就采取母线治理的方法。
如果,谐波治理的目的不仅是满足电力公司对企业主变压器上游的电能质量要求,还要保证企业内部的用电质量,就要采取设备级治理的方法。
当然,即使在母线上治理,也还有选择治理点的问题。
选择治理点的原则有两个,第一,治理点要在所有谐波源负荷的上游;第二,治理点尽量靠近下游,这样,企业能够获得最大的好处。
例如,在主变压器的次级治理优于在初级治理,在初级治理,获得好处仅是电力公司,在次级治理,企业获得好处是变压器的容量得到了释放。
12.怎样制定一个最佳的谐波治理方案?
我们对最佳的谐波治理方案的定义是:
既满足电力公司的要求,又保证企业内部的电能质量,并且成本最低。
最佳的谐波治理方案如下图所示。
图中,大功率谐波源(例如11kW以上)采用HTHF滤波器,将其谐波电流发射降低到THID<10%以下。
保证企业内部电网的质量。
较小功率谐波源(例如10kW以下)不用采用专门的谐波滤波器。
因为这些谐波源产生的谐波电流绝对值较小,不会对企业内部电网造成严重的影响。
在母线上安装PSW有源滤波器,消除所有残留的谐波电流,满足电力公司的要求。
由于大部分谐波都已经在谐波源进行了就地治理,因此,有源滤波器的容量大大减小,成本大大降低。
航天绿电HTHF设备级滤波器和PSW有源滤波器为实现上面的方案提供了可能。
13.PSW有源滤波器可以与无功补偿柜并联使用吗?
尽量不要在一起使用。
如果一定要在一起使用,电容补偿装置要采用带消谐电抗器的种类,并安装在PSW的上游,如下图所示。