进一步加深对电网谐波认识论文

进一步加深对电网谐波的认识

摘要：供电可靠和电能质量直接影响到各行各业的经济效益，谐波引起电网电压畸变，恶化电能质量、影响设备运行，需引起注意和加强管理。

关键词：谐波源种类；谐波危害；电网谐波的限制措施

中图分类号：tu74 文献标识码：a文章编号：

strengthen the consciousness of the syntony wave cognition ping shan _ li

(china southern grid co.,ltd., guangzhou ,

guangdong510623, china)

abstract: power supply and the power quality straight affect the benefit of the economy of every walk of life, the syntony wave arose voltage of the power aberrance, deteriorate the power quality、affectthe function of equipment, require arose give us attention to manage.

key words:the kind of the syntony wave；the harm of the syntony wave；the measure of limiting the syntony wave 0引言

电力是国家的基础工业，供电可靠和电能质量直接影响到各行各业的经济效益和产品质量。随中国加入wto后，外来投资设厂不断增多，不仅电力需求不断增大，同时要求电能质量相应提高，逐渐趋向国际标准。

因现代工业企业广泛使用的电弧和接触焊设备、矿热炉、硅铁炉、高频炉等非线性电力负荷，以及电力电子技术如晶闸管整流和换流技术广泛应用和家用电器（电视机、电冰箱、洗衣机、空调机、电子节能灯）等单相非线性电力负荷大量增加。这些非线性负荷产生非正弦电流，引起电网电压畸变，“污染”电网，通称为谐波源。电网谐波对各种电气设备，对继电保护、自动装置、计算机、测量和计量仪器以及通信系统有不利的影响。由于谐波的作用引起的经济损失主要是恶化了电能质量指标，降低了电网的可靠性，增加了电网损失，缩短了电气设备的寿命，在有些情况下还使产品的质量降低，数量减少。在工业发达国家对此开展了大量研究和重视。我国在1993年颁布gb/t14549-93《电能质量公用电网谐波》。目前我国不少电网的谐波含量已大大超过了标准值，并出现不少问题。

本文从谐波源种类、谐波危害、谐波谐振放大及谐波抑制和管理进行论述。

1谐波源种类

一切非线性的设备和负荷都是谐波源。主要分三大类：

1、铁磁饱和型：各种铁芯设备，如变压器、电抗器等，其铁磁饱和特性呈非线性。空载电流i0为了供给铁芯磁滞损失产生的激磁电流，造成其波形左右扭曲。该谐波源特点：1）、仅含奇次谐波，以3、5、7次为主。2）、谐波电流大小与铁芯材料的磁饱和特性有关，磁通密度高，可以节省铁芯原材料，但使谐波增大。3）、谐波电流大小与设计时选择的工作点即工作磁通密度有关。4）、谐波电

流大小与设备运行时的系统电压有关。系统运行电压越高，运行点越深入饱和区，波形畸变越大，谐波含量急剧上升。夜间系统负荷减少，电压升高，其谐波则增大。5）、谐波电流大小与绕组连接及铁芯结构有关。一般变压器主要产生5、7次谐波，仅当绕组为y0接线时，才存在零线使3及3倍次谐波电流流入系统。而三柱三相变压器还因铁芯三相磁路不平衡，中柱磁路比边柱短，使三相绕组空载激励电流不同，不论绕组接线如何，线电流存在一定量3及3倍次谐波。

2、电子开关型：主要为各种交直流换流装置（整流器、逆变器）以及双向晶闸管可控开关设备等，在化工、冶金、矿山、电气铁道等及家用电器中广泛使用，并加速发展。其非线性呈现交流波形的开关切合和换向特性。一般还包括整流变压器的漏抗和直流回路中设置的电抗器。注入系统的特征谐波电流仅在完全的或不完全的奇次谐波。脉冲数较多的换流设备产生的谐波电流较小。其谐波电流一般采用估计，如12脉动换流设备的谐波（5、7、17、19…次）是6脉动换流设备计算水平的15%~25%；而6脉动、12脉动换流设备3及3倍数次非特征谐波为基波电流的1%左右。

3、电弧型：各种炼钢电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊接期间，其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性，使电流不规则的波动。电弧炉在熔炼前0.5~1h为熔化期，其特征是在电极和固态原料这间形成极不稳定的电弧，电弧电流不规则的波动，且三相电流大而不平衡，呈冲击性，向固态原料提供大量的能量使其熔化。由

于交流电流过零后的起燃及形成的伏·安特性为高度非线性的电弧，使电流波形产生不规则的畸变，随熔炼过程的进行，各相、各时刻的电流波形大小各不相同，为变化大、具很大随机性的谐波电流源。其谐波主要为2、3、4、5、7次的三相不平衡谐波电流源，还有基波负序电流注入系统。此外，三相电流的剧烈波动会造成母线电压波动和闪变。

就电力系统三相供电来说，在三相平衡和三相不平衡的非线性特性。后者如电气铁道、电磁炉及单相家电。家电功率小而数量多，可以汇集成为较大的谐波电流馈入电网，使电网的谐波水平升高。

因系统施加于负荷的电压基本不变，谐波源负荷通过向电力系统取得一定的电流作功，该电流不因系统外界条件和运行方式而改变，而谐波源固有的非线性伏·安特性决定了电流波形的畸变，使其产生的谐波电流与基波电流具有一定的比例，因此非线性负荷一般都为谐波电流源，向系统注入一定的谐波电流。由于谐波电流源内阻抗远大于系统的谐波阻抗，故谐波电流源在电力系统中一般可按恒流源对待。谐波源注入电力系统的谐波电流，在系统的阻抗上产生相应的谐波压降，便形成系统内部的谐波电压，使原有的正弦波形电压产生畸变。

2谐波危害

1、对旋转电机的主要危害是引起附加损耗和发热。1）、在定子绕组的损耗，因绕组电阻rh因电流的集肤效应而大于基波电阻r1。绕组电阻rh=r1；单相h次谐波电流产生的附加损耗：△p h=r1=