谐波的概念及危害分析

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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。

谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。

关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。

1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。

2.谐波可以通过电网传导到其他的电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。

3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。

4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。

5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。

2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施,从源头上最大限度地避免谐波的产生。

这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时,要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响,采取切实可行的治理措施。

用电业务管理部门要严格把关,对于没有采取治理措施的谐波源用户,要禁止其入网运行。

(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法,也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。

其主要方法有以下几种:1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。

这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。

2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。

3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。

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谐波的危害与产生谐波指的是频率为基波频率的倍数的电信号成分,在电力系统中的原因有很多,比如电力设备的非线性负载、电子设备的交流-直流变换等。

虽然谐波信号的功率一般较低,但由于其具有频率较高、波形失真的特点,对电力系统和电力设备的运行安全和电能质量造成了一定的影响和危害。

一、对电力设备的危害1.导致设备过热:谐波信号导致电流和电压波形失真,使电力设备的磁路饱和,导致设备出现额外的损耗,产生额外的热量,从而导致设备过热、老化、性能降低。

2.损害设备绝缘:谐波会提高设备绝缘材料的介质损耗角正切值,使设备的绝缘等级下降,从而导致电气设备的绝缘性能降低。

3.损伤电动机:谐波信号会使电动机的转矩波形失真,加剧机械振动,引起转子的加速损伤或者负载不平衡问题,从而降低电动机的性能。

4.降低电力设备的寿命:谐波会使电力设备的运行稳定性降低,电力设备的寿命也随之降低。

二、对电能质量的危害1.导致电能损耗:谐波会使电能的传输损耗增大,电能的利用效率降低,从而造成电能浪费。

2.引起电压波动:谐波会使电源电压的总谐波畸变THD值增大,从而导致电源电压的变化、波动明显。

3.引起电流不平衡:谐波信号会加剧相间电流之间的差异,导致电流的不平衡问题,从而影响电力系统的运行稳定性和性能。

4.影响电力系统的稳定性:谐波会使电力系统的总谐波畸变THD值较大,从而影响电力系统的稳定性和电能质量。

为减小谐波的危害,可采取以下措施:1.选择适当的电力设备,如交流电动机、逆变器、电子变压器等,以减小非线性负载对电力系统产生的谐波。

2.配置滤波器装置,用于消除电力系统中的谐波信号。

3.加强电力设备的维护与管理,延长设备的寿命,减少谐波产生的数量。

4.优化电力系统的运行参数,如改善电力系统的谐波阻抗,减小电力系统的谐波电流等。

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-—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。

谐波的危害与治理

谐波的危害与治理

谐波的危害与治理谐波是指工业、农业及其他领域电器设备产生的不同频率的电流或电压的干扰信号。

谐波的产生对人类的健康和设备的正常运行产生了相当大的危害。

在以下的几个方面,我们将详细介绍谐波的危害性以及相应的治理方法。

首先,谐波对人类的健康造成了威胁。

在人体组织中,脑、肌肉、神经等都是通过电信号进行传递和控制的。

而谐波的存在会使得这些电信号被扭曲、失真甚至干扰,从而导致血液循环、神经传导、肌肉运动等功能受到影响。

长期暴露在谐波环境下,人们可能会出现头痛、疲劳、失眠、注意力不集中、神经衰弱等症状。

其次,谐波对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生了影响。

谐波信号会加大电网中的负荷,降低系统的功率因数,导致电网负荷不均衡、频率偏移等问题。

同时,谐波还会增加电力设备的损耗,缩短使用寿命,引发电力设备故障和事故。

特别是对于高精度的仪器设备和敏感的电子设备来说,谐波的存在会严重影响其正常运行和测量结果的准确性。

另外,谐波还会影响到公共环境和通信系统。

在城市中,电网中的谐波信号可能会通过建筑物和地下管道传播到附近的电子设备或通信系统中,导致通信信号的干扰和传输中断。

在无线通信领域,谐波会引起频谱污染,减少频谱资源的利用效率。

针对谐波的治理,有以下几个主要方法:1.滤波器:通过引入滤波器来削弱或消除谐波信号。

滤波器可以根据谐波的频率特性进行设计,将谐波信号从电力系统中分离出来,保证电力系统的正常运行。

2.接地:正确接地可以有效降低谐波信号的存在。

接地系统的设计和维护需要严格按照相关标准进行,确保接地电阻的有效连接和在线监测,减少谐波的传播。

3.变压器改进:采用带低谐波的高效变压器,可以有效削弱变压器内部的谐波产生和传播。

例如,采用三脉动焊接变压器可以避免谐波的产生和增强Transformer(SVPWM)技术等。

4.现代电气设备:使用具有谐波抑制功能的现代电气设备,可以降低谐波产生和传播的风险。

例如,使用高效节能的电子节能灯、电力电容器、有源滤波器等。

电网中谐波的危害及措施分析

电网中谐波的危害及措施分析

电网中谐波的危害及措施分析1、引言随着我国国民经济的快速发展,大功率整流设备、变频调速设备、换流逆变器设备等在配电网中得到广泛应用,给配电网注入了大量的非线性阻抗特性,导致电网波形出现严重畸变现象,电网中的谐波问题严重,在很大程度上对电力系统及电气设备造成危害。

2、谐波的基本特性和测量(1)谐波的概念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。

(2)谐波的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。

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%个大值后剩余的最大值,近似作为95%的概率值。

(3)谐波的测量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。

电网中谐波源定位,一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。

而谐波模型分析的方法一般有三种:非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。

三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理,只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。

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。

什么是谐波及谐波的危害

什么是谐波及谐波的危害

什么是谐波?谐波的危害一、谐波1. 何为谐波?在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。

当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。

谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。

谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。

谐波可以区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。

一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。

在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。

对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7、11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。

“谐波”一词起源于声学。

有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。

傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。

70年代以来,由于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、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。

世界各国都对谐波问题予以充分和关注。

国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

谐波研究的意义,道德是因为谐波的危害十分严重。

谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。

浅析谐波产生的原因-影响及抑制措施

浅析谐波产生的原因-影响及抑制措施

浅析谐波产生的原因\影响及抑制措施摘要:随着高科技的飞速发展,各种新型用电设备也不断地问世和使用,致使产生的高次谐波越来越多。

而电力系统受到谐波影响后,轻则影响系统的运行效率,重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。

本文主要对谐波的产生与危害进行分析,并对店里系统抑制谐波的措施进行探讨,从而保证供电质量。

关键词:谐波;产生原因;影响;抑制措施一、谐波的概念谐波是指对周期性交流分量进行傅立叶级数分解,得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量。

通俗地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数倍。

二、谐波的产生(一)以电力电子元件为基础的开关电源设备,如:各种电力变流设备(整换流装置、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备、电力机车、家用电器等,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等共矿企业以及各式各样的家用电器中。

(二)具有铁磁饱和特性设备,如变压器、电抗器等;变压器中的谐波电流是由励磁回路的非线性引起的,正常情况下,所加电压为额定电压,铁芯工作在线性范围内,谐波电流含量不大,但在轻载时电压升高,铁芯工作在饱和区,此时谐波电流就会大大增加。

在变压器正常工作过程中,如果有暂态扰动、负载剧烈变化都会产生大量谐波。

三、谐波的危害一般来讲,具有非线性特性或者对电流进行周期性开闭的电气设备对容量相对较大的电力系统影响不很明显,而对容量小的系统,谐波产生的干扰就不可忽视,谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。

谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在:(一)对供电线路的影响谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。

由于集肤效应和邻近效应,使线路电阻随频率增加而提高,造成电能的浪费;由于中性线正常时流过电流很小,故其导线较细,当大量的三次谐波电流流过中性线时,会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。

谐波的危害与对策

谐波的危害与对策

谐波的危害与对策谐波是指频率为基波频率整数倍的电磁波。

谐波通常是电子设备和电力系统中的一种电磁干扰源,会对设备的正常运行产生危害。

本文将分析谐波的危害,并提出相关的对策。

1.电力系统中的危害:谐波会对电力系统的稳定性和可靠性产生负面影响。

谐波会导致电磁振荡,引起额外的电流和电压谐振,进而使设备损坏或系统瘫痪。

此外,谐波还会导致电力系统中的电能损耗增加,引起线路过热和设备寿命缩短。

2.设备损坏和故障:谐波会对设备造成过电压和过电流,使设备损坏或故障。

例如,谐波电流会引起电动机的过热,降低绝缘性能,导致设备寿命缩短。

谐波还会导致变压器的热损耗增加,引起变压器过热甚至发生爆炸。

此外,谐波还会导致电子设备的干扰,干扰正常的工作。

3.对人体健康的影响:谐波对人体健康产生的危害包括电磁辐射对人体的直接伤害和电磁辐射引起的各种健康问题。

长期处于高谐波环境中,人体可能会产生头痛、眩晕、失眠等症状。

同时,谐波还可能破坏人体的生物电位平衡,产生诸如心律失常等疾病。

为了应对谐波的危害,以下是一些可能的对策:1.传统滤波器技术:在电力系统中,可以采用传统的主动或被动滤波器来抑制谐波。

主动滤波器可以通过电子器件来消除不需要的谐波,并提供对称负载,减少谐波产生。

被动滤波器则是利用电抗器等设备来阻塞谐波流过的路径,减少谐波对电力系统的影响。

2.多层次的电力系统设计:在电力系统设计中,可以采用多层次的配置来抑制谐波。

通过在系统中增加合适的变压器、电抗器和滤波器等设备,可以减少谐波的传播和影响。

3.谐波监测与控制:通过谐波监测装置对电力系统中的谐波进行实时监测,并及时采取相应的控制措施。

例如,可以在容易受到谐波干扰的设备附近安装滤波器,通过选择合适的滤波参数和工作模式,减少谐波对设备的影响。

4.加强人体防护措施:对于电磁辐射对人体健康的直接威胁,应采取一系列的防护措施。

例如,在工作场所中,可以采用屏蔽层、防辐射窗等装置来减少辐射的传播和接触。

谐波谐振产生的原因及危害分析

谐波谐振产生的原因及危害分析

谐波谐振产生的原因及危害分析摘要:在电网运行中,不可避免地会产生谐波和谐振。

当谐波谐振发生时,其电压幅值高、变化速度快、持续时间长,轻则影响设备的安全稳定运行,重则可使开关柜爆炸、毁坏设备,甚至造成大面积停电等严重事故。

本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍,供参考。

1.定义谐波是一个周期的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍,又称高次谐波。

通俗地说,基波频率是50HZ,那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。

谐振是交流电路的一种特定工作状况,是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中,电路两端电压与其电流一般是不同相位的,当电路中的负载或电源频率发生变化,使电压相量与电流相量同相时,称这时的电路工作状态为谐振。

谐波在电网中长期存在,而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。

2.产生的原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷(谐波源),如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等,另外,当系统中发生谐振时,也要产生谐波。

谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件,在某些情况下,如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等,在部分电路中形成谐振。

谐波也可产生谐振,由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。

3.造成的危害3.1谐波的危害谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的通信系统产生干扰。

电力电子设备广泛应用以前,人们对谐振及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染没有引起足够的重视。

近三四十年来,各种电力、电子装置的迅速使用,使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。

谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。

(1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。

谐波的含义、产生的原因及危害

谐波的含义、产生的原因及危害

谐波的含义、产生的原因及危害一、谐波的含义频率为基波频率的整数倍的正弦波分量称为谐波。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍,也常称它为高次谐波。

二、谐波产生的原因谐波产生的根本原因是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)关系而造成的波形畸变。

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(如交直流转换器)、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,向系统倒送大量的谐波,使电力系统的正弦波形畸变,电能质量降低。

三、谐波的危害1、变压器对变压器而言,谐波电流可导致铜损和杂散损增加,谐波电压则会增加铁损。

与纯正基本波运行的正弦电流和电压相较,谐波对变压器的整体影响是温升较高。

须注意的是,这些由谐波所引起的额外损失将与电流和频率的平方成比例上升,进而导致变压器的基波负载容量下降。

而当你为非线性负载选择正确的变压器额定容量时,应考虑足够的降载因数,以确保变压器温升在允许的范围内。

还应注意的是用户由于谐波所造成的额外损失将按所消耗的能量(千瓦小时)反应在电费上,而且谐波也会导致变压器噪声增加。

2、电力电缆在导体中非正弦波电流产生的热量与俱有相同均方根值的纯正弦波电流相较,则非正弦波有较高的热量。

该额外温升是由众所周知的集肤效应和邻近效应所引起的,而这两种现象取决于频率及导体的尺寸和间隔。

这两种效应如同增加导体交流电阻,进而导致I2RAC损耗增加。

3、电动机与发电机谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外温升。

这些额外损失将导致电动机效率降低,并影响转矩。

当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时,其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。

例如:造纸业、人造纤维纺织业、塑料薄膜行业和一些金属加工业。

对于旋转电机设备,与正弦磁化相比,谐波会增加噪音量。

像五次和七次这种谐波源,在发电机或电动机负载系统上,可产生六次谐波频率的机械振荡。

谐波的危害与治(三篇)

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。

谐波简要分析

谐波简要分析

谐波分析一、谐波的定义电力系统谐波的定义是指对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与基波频率相同部分的分量,还得到一系列频率大于基波频率的分量,这部分称为谐波。

即电网中电压或电流除了频率为50Hz部分电压或电流部分,其余电压或电流频率高于50Hz部分为谐波。

频率为基波频率50Hz的多少倍即称为多少次谐波。

二、谐波的产生谐波产生的根本原因是由于电压通过非线性负载时波形发生了畸变,电压与电流不成线性(不成正比)关系造成的。

电力系统中主要是非线性设备、逆变负荷设备产生谐波,现在着重分析非线性设备,如整流器、开关电源等。

以最简单的二极管为例:二极管的管压降为0.7V,当通过交流电压时,电源电压与负载电压波形如下:负载电压与输入电压不成比例即输入电压发生了畸变,畸变电压、电流造成谐波。

谐波之所以有危害是因为这些造成谐波设备在吸收发动机供给的基波能量时,又把部分基波能量转换成谐波能量向系统输送,使其它设备受干扰甚至使供电系统发生畸变。

三、谐波的危害谐波因为其电流大,频率高且不同于基波频率等特点对不同的设备造成不同的影响。

(一)、使变压器基波负载容量下降,噪音变大。

(二)、使电动机,发电机效率降低;(三)、使电力电缆发热。

(四)、使继电保护自动装置误动作。

(五)、对功率因数补偿柜的影响电容组容抗随频率增高而降低,谐波电流频率高,因而流过电容组时电流增大,使电容器寿命缩短。

电容补偿只能解决相位滞后而不能解决电流畸变,不能出来谐波问题。

增加电容使电路阻抗复杂,容易形成电路谐振。

(六)、谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗,浪费用电。

谐波部分能量加载于负载上,虽然做了有用功和无用功,但这些做功没必要。

四、谐波的治理国家颁布的《电力供应与使用条例》第十九条规定:用户受电端的供电质量应当符合国家标准或者电力行业标准。

作为电能质量之一的《电能质量-公用电网谐波》对谐波电压畸变及谐波电流做了详细规定:针对谐波的治理两种方法:一是采用无源滤波或有源滤波电路谐波来旁路或滤除谐波;二率校正电路对装置本身进行改造,使其补偿所产生的谐波。

什么是谐波及谐波的危害

什么是谐波及谐波的危害

什么是谐波?谐波的危害一、谐波1. 何为谐波?在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。

当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。

谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。

谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。

谐波可以区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。

一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。

在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。

对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7、11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。

“谐波”一词起源于声学。

有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。

傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。

70年代以来,由于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、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。

世界各国都对谐波问题予以充分和关注。

国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

谐波研究的意义,道德是因为谐波的危害十分严重。

谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。

什么是谐波及谐波的危害

什么是谐波及谐波的危害

什么是谐波及谐波的危害谐波是什么在交流电中,电源发出的是正弦电流和正弦电压,而负载所需要的电流和电压的波形也应当是正弦波形,但是由于各种因素的影响,负载端所需要的电流和电压波形可能会发生畸变,也就是波形不再是正弦波形。

在波形发生畸变的情况下,会有一些波形的分量出现在电力系统中,这些波形分量即为谐波。

谐波的产生原因谐波是由于电力系统中存在非线性负载而产生的。

具体来说,可以将非线性负载分为两类。

第一类是导致电流畸变的负载,如电子器件、弧炉、电弧炉等;第二类是导致电压畸变的负载,如变压器、电动机、放电灯等。

这些负载在工作时,由于其特殊的电学特性,会使得所需电流或电压发生畸变,因此就会产生谐波。

谐波的危害1.使变压器过热谐波电流会使变压器铁核的铜损和铁损增加,从而使变压器温升过高。

在变压器内部,铁芯损功会对油温产生较大的影响,导致油温升高,最终使变压器过热。

如果过热程度严重,会导致变压器绝缘老化、绝缘击穿等。

2.影响电能计量由于谐波电流的存在,会使得电能计量的准确性受到影响。

在全功率电流表中,谐波电流与基波电流的叠加会导致表头转子偏转,造成电表误差。

在互感器中,谐波电流也会使得互感器的准确性受到影响。

3.增加电力系统的损耗谐波电流还会增加电力系统的损耗,如线路上的热损耗、变压器的铜损和铁损等。

由于谐波电流的存在,使得交流电路中的电能的总有效值增加了,从而增加了系统的损耗。

4.影响电源的能力谐波电流会影响电源的能力,使得电源的有效输出功率降低,从而影响设备的正常工作。

如果谐波电流较大,还会影响电源谐波抑制和电源噪声。

5.影响其他设备的正常工作谐波电流还会影响其他设备的正常工作。

由于谐波电流会使得电力系统中的电压波形失真,造成其他设备的故障,如电机的震动加剧、电容器容量下降、接触器碳化等。

虽然谐波在电力系统中存在的时间不长,但是其对电力系统的危害是不可忽视的,需要防范和治理谐波。

通过采用控制非线性负载电流、增加电源稳压器、加装滤波器等方法可以有效降低谐波水平,保障电力系统的正常运行。

谐波的危害与治理

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。

谐波的危害与治理

谐波的危害与治理

谐波的危害与治理谐波(Harmonics)是一种电力质量问题,指的是电力系统中频率是电力系统基波频率整数倍的电力信号。

由于现代社会对电力供应的要求越来越高,而电子设备的普及也带来了大量频率非线性负载,这使得谐波问题变得日益突出。

谐波的产生会对电力系统及相关设备带来一系列危害,因此需要进行治理。

本文将对谐波的危害及其治理进行全面探讨。

一、谐波的危害1. 对供电网造成负荷加重:谐波电流会增加供电系统的总功率需求,使电网负荷加重。

由于谐波电流的存在,设备的运行效率降低,电网传输能力减小,给供电企业带来电能损失和运行成本的增加。

2. 对设备造成电磁烦扰:谐波电流会引起电力设备内部漏磁力的增加,产生电磁烦扰现象。

这种电磁烦扰会影响到设备的正常运行,造成设备的故障、损坏甚至火灾。

3. 对电力设备造成损坏:谐波电流会引起设备内部电涌、过热等问题,导致电力设备的损坏。

特别是对低压配电设备,谐波容易引起设备的过载和损坏,给用电客户和企业带来不必要的维修成本。

4. 对电力质量造成污染:谐波会引起电压畸变,特别是谐波电压会使系统电压波形变形,导致电压失真。

这不仅影响设备的正常运行,还会在输配电系统中产生大量的电能损耗,降低电力质量,影响用户的用电质量。

5. 对通信设备造成干扰:谐波会产生高频电磁辐射,对无线通信设备产生干扰。

这种干扰会导致通信设备的信号质量下降,甚至影响通信的稳定性和安全性。

二、谐波的治理谐波治理是指采取一系列措施来减少或消除谐波对电力系统造成的危害。

谐波治理需要从源头和末端两个方面进行考虑,下面将介绍一些常见的谐波治理方法。

1. 谐波源控制:谐波源控制是对产生谐波的负载进行控制,减少谐波的产生。

常见的谐波源控制方法有:(1)采用低谐波负载:选择具有较低谐波水平的负载设备,例如使用变频器时选择带有滤波器的变频器,这样可以减少负载引起的谐波电流。

(2)限制非线性负载容量:对于存在大量非线性负载的设备,可以分时控制其使用量,减少谐波产生。

谐波的产生及危害

谐波的产生及危害

谐波的产生及危害一、谐波的产生及危害电力谐波对电力网(包括用户)危害是十分严重的,它是一种电力污染,一种人们看不见、嗅不到、摸不着的污染。

所以往往不被人们注意。

对于电力系统,谐波是个很要命的问题!1、谐波的危害的产生主要表现在:当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时,即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分,我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。

当谐波频率为工频频率的整数倍时,我们将其称之为整数次谐波,这类谐波通常用次数来表示。

例如:将频率为工频频率5倍(250Hz)的谐波称之为5次谐波,将频率为工频频率7倍(350Hz)的谐波称之为7次谐波,依此类推。

当谐波频率不是工频频率的整数倍时,我们将其称之为分数谐波。

这类谐波通常直接使用谐波频率来表示。

例如:频率为1627Hz的谐波。

2、谐波产生的原因多种多样。

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、开关电源等,这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。

例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波,而三相12脉波整流器所产生的主要是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:使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生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。

当电网中的谐波电流较大,以至于电压波形也产生畸变时,我们将其称之为电网被污染。

电网的污染程度用电压波形畸变率来表示,简称THDu。

按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的规定:10KV 电网的THDu应小于4%,400V电网的THDu应小于5%。

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什么是谐波?供电系统的谐波是怎么定义的?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。

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”。

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。

Q:谐波有什么危害?电网谐波造成电网污染,正弦电压波形畸变,使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障,情况日趋严重。

谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的,概括起来有以下几个方面: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。

对于膜纸复合介质电容器,虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的 1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值,使电容器异常发热,在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。

尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时,还可能使电网的谐波加剧,即产生谐波扩大现象。

另外,谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形,尖顶电压波易在介质中诱发局部放电,且由于电压变化率大,局部放电强度大,对绝缘介质更能起到加速老化的作用,从而缩短电容器的使用寿命。

一般来说,电压每升高10%,电容器的寿命就要缩短1/2左右。

再者,在谐波严重的情况下,还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

对电力变压器的危害谐波使变压器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。

谐波还使变压器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,谐波使电压的波形变得越差,则磁滞损耗越大。

同时由于以上两方面的损耗增加,因此要减少变压器的实际使用容量,或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量。

除此之外,谐波还导致变压器噪声增大,变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的,随着谐波次数的增加,振动频率在 1KHZ左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声。

对电力电缆的危害由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小。

另外,电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联,提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与电容下可能发生谐振。

对用电设备的危害对电动机的危害谐波对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热。

尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力。

另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声。

对低压开关设备的危害对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且谐波次数越高影响越大;热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定电流降低与脱扣电流降低;电子型的断路器,谐波也要使其额定电流降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定电流降低得更多。

由此可知,上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。

对于漏电断路器来说,由于谐波汇漏电流的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作。

对于电磁接角器来说,谐波电流使磁体部件温升增大,影响接点,线圈温度升高使额定电流降低。

对于热继电器来说,因受谐波电流的影响也要使额定电流降低。

在工作中它们都有可能造成误动作。

对弱电系统设备的干扰对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰。

其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡电流流入接地极,从而干扰弱电系统。

影响电力测量的准确性目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型,它们受谐波的影响较大。

特别是电能表(多采用感应型),当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确。

谐波对人体有影响从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与谐波频率相接近,电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。

Q:谐波是怎么产生的?电网谐波来自于 3个方面:一是发电源质量不高产生谐波: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。

二是输配电系统产生谐波: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%。

三是用电设备产生的谐波: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。

电弧炉、电石炉。

由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料,使得燃烧不稳定,引起三相负荷不平衡,产生谐波电流,经变压器的三角形连接线圈而注入电网。

其中主要是 2 7次的谐波,平均可达基波的8% 20%,最大可达45%。

气体放电类电光源。

荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。

分析与测量这类电光源的伏安特性,可知其非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们会给电网造成奇次谐波电流。

家用电器。

电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等,因具有调压整流装置,会产生较深的奇次谐波。

在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中,因不平衡电流的变化也能使波形改变。

这些家用电器虽然功率较小,但数量巨大,也是谐波的主要来源之一。

Q:谐波标准?1. 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. 2)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3)(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。

单调谐滤波器通频带窄,滤波效果好,损耗小,调谐容易,是使用最多的一种类型。

双调谐滤波器可替代两个单调谐滤波器,只有一个电抗器( L1 )承受全部冲击电压,但接线复杂,调谐困难,仅在超高压系统中使用。

一阶高通滤波器因基波损耗大,一般不采用。

二阶高通滤波器通频带很宽,滤波效果好,既可调谐振点,又可调谐曲线锐度,并可防意外共振与放大,因此也有以二阶宽通带做低次滤波器。

三阶高通滤波器一般用电弧炉滤波。

“C” 式高通滤波器,用于电弧炉滤波,对二次谐波特别有效。

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