电谐波的危害与抑制技术
电力谐波抑制技术及解决方案资料
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电力谐波抑制技术及解决方案资料电力谐波是电力系统中一种频率偏离基波频率的波形,它们是电力设备的非线性因素引起的。
谐波会导致电网电压和电流的畸变,对电力设备的正常运行造成影响甚至损坏设备。
因此,抑制电力谐波成为了电力系统设计和运行中一个重要的问题。
下面将介绍电力谐波抑制的几种技术及解决方案:1.谐波滤波器:谐波滤波器是一种专门设计用于抑制电力谐波的装置。
它通过选择特定的滤波器参数来消除特定频率的谐波。
谐波滤波器通常由电抗器和电容器组成,可以以并联或串联的方式连接到电力系统中,以抑制电网中的谐波。
2.谐波自适应控制:谐波自适应控制是一种通过实时监测电力系统中的谐波情况,并根据需要自动调整电力设备的工作状态以抑制谐波的技术。
这种技术通常利用数字信号处理和控制算法来实现。
3.软开关技术:软开关技术是一种改善电力系统中非线性负载造成的谐波问题的方法。
它通过控制开关状态的切换时机和方式来减小谐波的产生。
软开关技术可以通过改进开关器件和控制策略来实现。
4.谐波抑制变压器:谐波抑制变压器是一种特殊设计的变压器,用于抑制电力系统中的谐波。
它可以通过调整变压器的参数和结构来提供对特定谐波频率的有效抑制。
5.谐波滤波器和UPQ设备结合使用:UPQ设备是一种将滤波器与有源电力滤波器相结合的装置。
它可以消除电力谐波,并对电网中的其他电力质量问题如电压波动、电压不平衡等进行修正。
总的来说,抑制电力谐波的技术和解决方案可以通过滤波器、自适应控制、软开关技术、谐波抑制变压器和结合使用谐波滤波器和UPQ设备等方式来实现。
这些技术和解决方案可根据具体情况选择使用,以提高电力系统的稳定性和可靠性。
谐波治理及无功补偿方案
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谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用,电力质量问题日益凸显。
其中一个主要问题就是谐波污染,谐波污染会对电力系统产生极大的危害,如烧毁电器设备、造成供电失灵等。
为了有效解决谐波污染问题,可以采用谐波治理及无功补偿方案。
一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号,其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰,属于高频电流。
2.谐波的产生谐波的形成,主要是由非线性负载所引起(例如变频器、电子电路等),这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变,导致电力系统中产生多余的波形。
3.谐波的危害谐波的危害十分显著,其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险,从而引发一系列的安全事故和设备故障。
4.谐波治理方案(1)滤波器法:通过在负载侧增加合适的滤波器,可以去除输出信号中的高频波形,让电力系统中的电路保持基波同步。
(2)减小非线性负载法:由于非线性负载是谐波形成的主要原因,因此可以通过减少或替换负载器件,从而降低谐波的产生。
(3)提高系统阻抗法:当系统的阻抗增加时,电源的输出电流会减少,从而谐波的产生会得到一定的减少。
二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法,其通过连接电容器或电感器,来对补偿线路进行补偿,从而实现对无功功率的控制和调节。
2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点,这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。
3.无功补偿的作用(1)提高功率因数:在无功补偿的情况下,系统的功率因数会有所提高,从而有效降低负载对电力系统的影响。
(2)降低电网损耗:通过对电路进行无功补偿,可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率,从而减少电网的能量损耗。
(3)提高电力系统的稳定性:无功功率的波动会影响电力系统的稳定性,因此,通过无功补偿,可以有效地提高电力系统的稳定性。
4.无功补偿方案(1)串联电容补偿法:通过在电路中增加合适的等效容值,可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。
电网谐波的危害及抑制技术
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电网谐波的危害及抑制技术随着工业、农业和人民生活水平的不断提高,除了需要电能成倍增长,对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多,电力质量(PowerQuality)受到人们的日益重视。
例如,工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电,或因受电力网上瞬态电磁干扰影响,致使计算机系统无法正常运行,将会带来巨大的经济损失。
电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分,如果这些装置不能正常运行,必定扰乱人们的正常生活。
但是,电视机、计算机、复印机、电子式照明设备、变频调速装置、开关电源、电弧炉等用电负载大都是非线性负载,都是谐波源,如将这些谐波电流注入公用电网,必然污染公用电网,使公用电网电源的波形畸变,增加谐波成份。
近几年,传感技术、光纤、微电子技术、计算机技术及信息技术日臻成熟。
集成度愈来愈高的微电子技术使计算器的功能更加完美,体积愈来愈小,从而促使各种电器设备的控制向智能型控制器方向发展。
随着微电子技术集成度的提高,微电子器件工作电压变得更低,耐压水平也相对更低,更易受外界电磁场干扰而导致控制单元损坏或失灵。
例如,20世纪70年代计算机迅速普遍推广,电磁干扰及抑制问题更是十分突出,一些功能正常的计算机常出现误动作,而无法找出原因。
1966年日本三基电子工业公司率先开发了“模拟脉冲的高频噪音模拟器”,将它产生的脉冲注入被试计算机的电源部分,结果发现计算机在注入100~200V脉冲时就误动作,难怪计算机在现场无法正常工作,其原因之一是计算机的电源受到了污染。
因此,受谐波电流污染的公用电源,轻者干扰设备正常运行,影响人们的正常生活,重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪,会造成严重经济损失。
国际电工委员会(IEC)已于1988年开始对谐波限定提出了明确的要求。
美国“IEEE电子电气工程师协会”于1992年制定了谐波限定标准IEEE—1000。
电力谐波的抑制技术
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电力谐波的抑制技术电力谐波是在电网中存在着的非正弦波形式的电力信号,它会对电网的功率质量、电能计量、电力设备的正常运行以及附近设备的干扰造成不良影响。
电力谐波的抑制成为了电力系统中必须要解决的问题,相关的技术和方法也逐渐成熟。
一、电力谐波的形成原因1. 非线性负载非线性负载是引起电力谐波的主要原因之一。
在非线性负载中,如电弧炉、变频器、电视机和计算机等,其负载和电源输出的像非线性电阻一样。
当其被电源供给的电压频率和幅值发生变化时,负载对电源装置的电流反应与电压不同,使波形发生畸变,进而产生电力谐波。
2. 电容的接入在某些情况下,电容的接入也会导致电力谐波的形成。
电容在低频环节呈现开路状态,在高频环节则呈现短路状态,当由非线性负载产生的高频电路中有电容接入时,就容易让高频电流通过电容引起振荡。
3. 变压器的短路变化电力谐波还可能在变压器的短路变化中产生。
这种情况的出现主要原因是变压器中的铁芯会在高频过程中表现出饱和特性,在短时间内可能会发生短路变化,从而导致电力谐波进入电网。
二、电力谐波的危害1. 对供电电网造成不良影响处于同一电网中的所有电气设备都会受到电力谐波的影响,而高电压、畸变电流和漏电等谐波会引起线路的损坏和故障,降低供电可靠性。
2. 影响设备正常运行电力谐波对设备的正常运行造成了干扰,降低了设备的工作效率,而且在计量和监测等环节中,由于电力谐波的带宽较高,这可能会影响计量和监测的准确性。
3. 整体经济成本增加由于电力谐波的存在,设备的寿命可能会缩短,这将导致维护和更换成本的增加。
供电可靠性差会引起生产停顿,可能会产生很多损失。
为了消除电力谐波的危害,人们研究和发展了多种电力谐波抑制技术。
1. 滤波器滤波器的设计是以限制或消除电力谐波为目的。
这种电力谐波抑制技术非常成熟,并且被广泛应用。
滤波器一般包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
低通滤波器是最常见的一种滤波器,它可以挡掉高频电流和电压波动。
谐波的危害与治理
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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。
电力系统中谐波的危害与产生(三篇)
![电力系统中谐波的危害与产生(三篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/5e9a6e5802d8ce2f0066f5335a8102d276a2613c.png)
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是由于电力设备的非线性特性引起的。
在电力系统中,谐波的危害包括对电力设备的损坏、电能质量的恶化以及对用户的影响等方面。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
谐波对电力设备的损坏是谐波危害的主要方面之一。
谐波会引起设备的绝缘老化、过热、机械振动等问题。
尤其是对于变压器和电动机等设备来说,由于谐波的存在会引起电流和电压的畸变,导致设备的工作效率下降,甚至引发设备的故障和停机。
此外,谐波还会引起电容器的谐振和过电压问题,增加电力设备的工作负荷,缩短其使用寿命。
谐波对电能质量的恶化也是谐波危害的重要方面之一。
谐波会导致电能质量的下降,主要表现为电压和电流的畸变,波形失真,功率因数的下降等。
这不仅会影响电力设备的正常工作,还会对电力系统的稳定性和可靠性造成影响。
谐波还会引起电力设备的谐振现象,导致设备振动,造成噪音污染,影响人们的生活质量。
谐波对用户的影响主要体现在电力质量的下降和对电子设备的损坏。
谐波会引起电压的波动和电流的畸变,导致电子设备的正常工作受到干扰,增加设备的故障率,降低设备的使用寿命。
尤其是对于一些对电力质量要求较高的用户来说,如计算机、通讯设备、医疗设备等,谐波对其正常工作的影响更为显著。
此外,谐波还会导致电能的浪费,增加用户的用电成本。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
非线性负载是产生谐波的主要原因之一。
非线性负载如电子设备、电力电子器件等在工作过程中会产生非线性电流,其含有大量谐波成分。
此外,电力设备的设计及运行也会引起谐波的产生,如电容器的谐振,变压器的匝间谐振等。
而电网的接地情况也会影响谐波的产生和传播,如电网的接地方式不当会引起谐波回流和间接接触问题。
为了减少谐波的危害,需要采取一系列的措施。
首先,可以通过合理选择电力设备和设备的工作参数来降低其谐波产生的概率。
其次,可以采用滤波器等设备对谐波进行抑制和补偿。
谐波产生的原因危害和抑制措施
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谐波产生的原因危害和抑制措施0前言随着电力电子技术的飞速发展,各种新型用电设备越来越多地问世和使用,高次谐波的影响越来越严重。
电力系统受到谐波污染后,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。
以前,电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率,现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一,正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。
因此,研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。
1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:(1)可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用,晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。
(2)设备设计思想的改变。
过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。
现在为了竞争,对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。
例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段,而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。
2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重,谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加,其危害波及全网,对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。
现将对具体设备的危害分析如下:(1)交流发电机。
同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗,热损耗除谐波电流铜损I2nR以外,还由于电流的集肤效应,产生附加损耗,对转子引起热损耗增大。
对大型汽轮发电机来说,若发生多次谐波振荡,谐波电流超过额定电流的25%时,由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。
对变压器来说,铁芯产生热损耗,尤其是涡流损耗大,在变压器绕组中有谐波电流,在铁芯中感应磁通,产生铁损。
(2)架空线路谐波电流产生热损,较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭,导致单相重合闸失败。
电缆中的谐波电流会产生热损,使电缆介损、温升增大。
(3)电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗,加快电力电容器绝缘老化。
电力系统谐波分析与抑制技术研究
![电力系统谐波分析与抑制技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/8960ec217f21af45b307e87101f69e314332fa20.png)
电力系统谐波分析与抑制技术研究近年来,随着电力系统规模的扩大和电气设备的普及,电力系统中出现的谐波问题日益严重。
谐波是指电力系统中频率为整数倍于基频的电压或电流成分。
谐波存在的问题包括增加了线路损耗、降低了电力设备的效率、加剧了电力系统的振荡、对电网稳定性造成影响,并给生产设备以及电力质量带来了诸多负面影响。
为了解决这些问题,电力系统谐波分析与抑制技术应运而生。
谐波分析是针对电力系统中谐波问题进行的研究,旨在找出谐波成因,并进行定性和定量的分析。
首先,对系统中各个谐波的频率、幅值、相位进行测量和监控,建立一套全面的谐波分析系统。
其次,通过对电力设备的测试和检测,确定哪些设备是谐波主要的源头,并对其进行分析。
从而得出谐波问题的成因以及谐波的传播路径。
谐波分析的结果可以帮助电力系统的维护人员,对具体的问题设备进行改造或者维修,以减少谐波的产生和传播。
谐波抑制技术是在谐波分析的基础上,采取相应的措施来减少或抑制谐波的传播和影响。
目前,常用的谐波抑制技术包括主动型和被动型两种。
主动型谐波抑制技术通过添加补偿电路,可以实时地检测到谐波的存在,并产生与其相等但相位相反的电流进行抵消。
这种技术主要应用于大型电力系统和交流输电系统上,可以有效降低谐波对电网的影响。
被动型谐波抑制技术则是通过添加谐波滤波器或者调整负载电路来减少或抑制谐波的传播。
这种技术主要应用于建筑物内部或者小型电力系统中,对于特定谐波频率的抑制效果明显。
除了主动型和被动型谐波抑制技术之外,还有一些先进的谐波抑制技术值得关注。
例如,采用多电平逆变器技术可以有效降低谐波对电力设备的影响。
多电平逆变器可以将主要负责产生谐波的电力设备接入到中性点,减少谐波的传播。
同时,改进电力设备的设计和制造工艺,可以降低谐波的产生。
此外,合理设计和规划电力系统的拓扑结构,可以减少谐波的传播路径,降低谐波对电力设备和电网的影响。
谐波问题的解决不仅需要技术手段的支持,还需要政府、企业以及社会各界的共同努力。
谐波的危害与对策
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谐波的危害与对策随着用电负荷快速增加及电力电子设备的大量应用,非线性负荷已经成为电力系统的重要组成部分。
非线性负荷是产生谐波的重要原因。
电网的谐波含量是电能质量的重要指标之一,全面保障电能质量是电力企业和用户共同的责任和义务。
所以研究谐波产生的原因和谐波造成的危害,在电气设计中采取各种相应技术措施进行谐波抑制,是当前电气设计的一项重要内容。
在我院过去的设计项目中,或者因为生产工艺的调整而增加大量的变频设备,或者因为在购置电容器补偿柜时,擅自取消电抗器,而造成补偿电容器损坏的事故都曾发生过。
分析事故造成的原因,都是因为低压系统中谐波电压过大而造成的。
这两起事故引起了我们电气工程设计人员的高度重视。
一、谐波的产生1、产生谐波的主要负荷大型民用建筑绝大多数用电设备为非线性负荷,一类是含开关电源的非线性负荷(电压型谐波源,电容性负载),如计算机、打印机、电信设备、含电子镇流器的照明灯具、电视机、智能化设施等。
另一类是呈感性的非线性负荷,如含电感性的照明灯具。
变频空调、影剧院可控硅调光装置、微波炉、彩电、单相变频空调、个人电脑的谐波含有率分别高达130%、17%、100%,是谐波重要来源。
日本调查显示,来自民用建筑的谐波污染占总谐波量的40%。
相控整流器、同波变流器、不间断电源(UPS)等电力电子非线性负荷产生谐波。
三相变频空调、变频调速风机和水泵、调速电梯、软启动设备,也都是产生谐波的用电负荷。
2、主要异常现象南京某商城先后出现避雷器爆裂、主干母线槽温升高、绝缘损坏跳闸、照明光源更换频繁、变压器运行温升及噪音异常等;某医院低压补偿电容器爆裂;某银行发现中性线与保护线间电压过高、中性线电流严重过载等异常现象。
3、谐波电流危害比较严重的主要场所综合办公楼、商业建筑、金融建筑及大型医技综合楼等大型民用建筑,由于大量使用日光灯、电梯、计算机、变频风机、水泵或软启动设备、EPS或UPS电源、X光机、CT等医疗设备等,这些用电设备都为非线性负荷,是产生谐波电流的主要根源。
谐波的危害与对策
![谐波的危害与对策](https://img.taocdn.com/s3/m/fbcaf163ae45b307e87101f69e3143323968f5b4.png)
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。
电力系统中的谐波及其抑制措施
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电力系统中的谐波及其抑制措施供电公司吕向阳【摘要】在电能质量多种指标中,受干扰性负荷影响,谐波是最为普遍的。
该文介绍了电力系统中的主要谐波源、谐波的危害及抑制措施。
关键词谐波抑制措施一、概述在理想的情况下,优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。
但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形,即产生谐波。
我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我国取工业用电频率50HZ为基波频率)整数倍的正弦分量,又称为高次谐波。
在供电系统中,产生谐波的根本原因是由于给具有非线形阻抗的电气设备(又称为非线形负荷)供电的结果。
这些非线形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,使电能质量变坏。
因此,谐波是电能质量的重要指标之一。
供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注,为保证供电系统中所有的电气、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,必须采取有力的措施,抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。
二、谐波源谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。
在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
在发电环节,当对发电机的结构和接线采取一些措施后,可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。
谐波的产生主要是来自下列具有非线形特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁心设备,如:变压器、电抗器:(2)以具有强烈非线形特性的电弧现象的设备,如:气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等;(3)以电力电子元件为基础的电源设备,如:各种电力交流设备(整流器、逆变器、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等,它们大量的用在化工、电气化铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
以上这些非线形电气设备(或称之为非线形负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,也就是说,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线形的电压—电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,此外电网还须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
浅析电力系统谐波的产生、危害及抑制措施
![浅析电力系统谐波的产生、危害及抑制措施](https://img.taocdn.com/s3/m/f28859cdbb68a98270fefa39.png)
浅析电力系统谐波的产生、危害及抑制措施摘要:本文主要介绍了电力系统中产生谐波的主要原因,对电网系统的危害及抑制谐波的方法。
关键词:电力谐波;谐波产生;危害;抑制措施1 前言在理想的情况下,电力系统中三相交流发电机发出的电压,其波形基本是正弦波,但随着电力电子设备技术的发展、电弧炉、变压器等设备容量的加大、家用电器的增多等原因,向电网注入谐波,造成系统电压、电流波形畸变,电能质量下降,危害电力系统及用户的安全与经济运行。
2 电力谐波的产生2.1 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,但一般来讲很小,可以忽略。
2.2 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0.5%。
2.3 用电设备产生的谐波2.3.1 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,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。
电网谐波的危害及抑制技术
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电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波是指在电网中频率等于整数倍基波频率的电信号,这
些信号会引起电网电压和电流的畸变,对电网和电力设备造成一定
的危害。
下面将介绍电网谐波的危害及抑制技术。
一、电网谐波的危害
1. 电压波形畸变:谐波会使电压波形发生变形,增加了设备的
压降,降低了电压质量,给电力系统带来压力。
2. 引起过电压:在谐波频率为倍频时,容易引起设备的过电压,进而引起设备的损坏。
3. 增加线损:当有谐波电流流过电网中的阻抗时,会产生附加
损耗,增加了线损,降低了设备的效能。
4. 造成电力设备损坏:谐波会使变压器、电容器等设备内部产
生热量,长期受煎熬可能导致设备的损坏或缩短使用寿命。
二、电网谐波的抑制技术
为了避免谐波对电网和电力设备造成的危害,可以采用以下抑
制技术:
1. 滤波器技术:将电网谐波通过滤波器滤除,消除畸变,提高
了电力质量,保护设备不受谐波干扰。
滤波器的结构由电阻、电感、电容等器件构成,能够滤除某一特定频率的信号。
2. 无功补偿技术:通过加入无功功率,改善电网的功率因数,
消除电流的谐波,保证电力质量。
3. 中性线滤波器技术:将谐波电流通过中性线滤波器抑制,以达到保护设备和提高电能质量的效果。
4. 散热或更换设备:对于耐高温设备,可以采用散热措施,减缓设备内部的热升,从而减少设备的故障。
对于长期受电网谐波影响的设备,可以考虑更换抗谐波能力更强的设备。
电网谐波对电网和电力设备造成的危害不容忽视,需要采取科学的抑制技术,保障电网的稳定运行和电力设备的使用寿命。
谐波在供电系统中的危害和抑制方法
![谐波在供电系统中的危害和抑制方法](https://img.taocdn.com/s3/m/3912e4e4b90d6c85ec3ac6dc.png)
谐波在供电系统中的危害和抑制方法随着供电系统设备的不断发展,谐波的危害越来越受到重视,为此,结合谐波的原理,分析谐波在供电系统的危害,并对谐波抑制的主要方法进行了阐述。
标签:谐波;滤波;供电;继电器TB理想的供电系统所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。
谐波电流和谐波电压的出现,对供电系统是一种污染,现在随着供电系统电气设备的飞速发展,谐波的危害越来越受到重视。
1 谐波对供电系统的影响谐波对供电系统主要部分的影响分为以下几个方面。
1.1 对输电线路的影响超高压长距离输电线路,常采用单相自动重合闸来提高电力系统稳定性。
较大的高次谐波电流(几十安培以上)能显著地延缓潜供电流的熄灭,导致单相重合闸失败或不能采用较小的自动重合闸时间,不利于系统稳定运行。
对于电缆和电线来说,由于有绝缘层和保护层,流过相同电流时,谐波电流引起的温升增加量相应也要增大,会加速电缆线的老化,减短电缆的寿命。
1.2 对变压器的影响负荷电流含有谐波时,将在三个方面引起变压器发热的增加:(1)均方根值电流,如果变压器容量正好与负荷容量相同,那么谐波电流将使均方根值电流大于额定值。
总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。
(2)涡流损耗。
涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。
感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场绕环的其他导体时,会产生附加发热,该损耗时变压器谐波发热损耗的重要组成部分。
(3)铁芯损耗。
铁损的增加取决于谐波外加电压的影响以及变压器铁芯的设计,电压畸变的增加将使铁芯叠片中涡流电流增加,这部分损耗通常较小。
1.3 对继电保护装置的影响谐波对继电保护的影响主要表现为使继电器动作特性畸变或效果降低,其后果常是保护装置的拒动或误动,不同类型继电器谐波的影响程度也不尽相同。
(1)谐波对整流型继电器的影响:继电器的动作特性取决于整流后的电压信号(电流信号),在电流回路通入含有谐波分量电流时,环形整流比相器输出的交流分量增大,从而造成继电器动作特性损坏不光滑。
2024年电力系统中谐波的危害与产生(三篇)
![2024年电力系统中谐波的危害与产生(三篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/6fbb07665627a5e9856a561252d380eb63942301.png)
2024年电力系统中谐波的危害与产生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。
本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况,希望能引起我们的高度重视。
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。
射频电源在电力系统中的谐波抑制技术研究
![射频电源在电力系统中的谐波抑制技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/7a971180f021dd36a32d7375a417866fb84ac0a2.png)
射频电源在电力系统中的谐波抑制技术研究射频电源在电力系统中的谐波抑制技术研究引言:随着现代电力系统的发展,射频电源逐渐成为了电力系统的重要组成部分。
然而,射频电源在运行过程中可能产生大量的谐波,这些谐波对电力系统的稳定性产生了不利影响,因此,对射频电源的谐波抑制技术进行研究显得十分重要。
一、射频电源的谐波产生机理射频电源在电力系统中的谐波产生主要有两个原因。
首先,射频电源内部存在电容、电感和电阻等元件,这些元件可能会引起电流和电压之间的不匹配,进而引起谐波的产生。
其次,射频电源本身可能会存在开关动作,这种开关动作会形成脉冲状的电流波形,导致谐波的产生。
二、射频电源谐波的危害射频电源谐波产生后,会对电力系统产生多方面的危害。
首先,谐波会使电压波形产生畸变,导致正弦波电压失真,从而影响电力系统的稳定运行。
此外,谐波还会引起电力系统中其他设备的频率偏移,进一步加剧电力系统的不稳定性。
三、射频电源谐波抑制技术为了减少射频电源在电力系统中引起的谐波,人们提出了多种谐波抑制技术。
其中,主要包括以下几种技术:1.滤波技术:通过在射频电源输出端加装滤波电路,可以有效地将谐波滤除,使得输出电流和电压波形更加接近正弦波。
常用的滤波电路包括RC滤波电路、LC滤波电路和LCL滤波电路等。
2.谐振器技术:谐振器技术是通过变换射频电源的输出阻抗,使得谐振器和负载之间的干扰较小,从而抑制谐波的产生。
3.电网过滤技术:由于射频电源的工作频率往往与电力系统的频率相差较大,可以通过在电力系统中增加过滤器,从而隔离射频电源产生的谐波,保持电力系统的稳定运行。
4.软开关技术:软开关技术是一种能够将开关动作速度控制在合适范围内的技术,通过使用软开关器件,可以减小或消除开关操作过程中产生的谐波。
4.谐波抑制的控制策略:对于射频电源谐波抑制,除了上述技术之外,还需要合理的控制策略。
通过定期检测射频电源的谐波大小,并根据情况调整谐波抑制技术的参数,可以使得射频电源谐波抑制效果达到最佳。
电力谐波抑制技术及解决方案
![电力谐波抑制技术及解决方案](https://img.taocdn.com/s3/m/8e26ab9248649b6648d7c1c708a1284ac85005b4.png)
电力谐波抑制技术及解决方案电力谐波是指电力系统中非基频电压和电流信号。
这些非基频信号主要来自于非线性负载设备,如电子设备、电动机、充电器等。
由于谐波信号的存在,会导致电力系统的稳定性变差,严重时可能引起设备故障和系统崩溃。
因此,电力谐波抑制技术和解决方案变得越来越重要。
在源端方面,可以采取以下措施来抑制电力谐波:1.使用低谐波负载设备:选择具有低谐波输出特性的负载设备,如低谐波变频器、低谐波照明灯具等。
这些设备经过特殊设计和滤波器的使用,能够减少谐波产生。
2.调整工作方式:对于一些非线性负载设备,可以通过调整其工作方式,使其在电力系统中产生的谐波尽量减少。
例如,改变电动机的工作方式,采用星型接法而不是三角形接法,可以减少谐波的产生。
在传输端方面,可以采取以下措施来抑制电力谐波:1.使用谐波滤波器:在电力系统中引入谐波滤波器,用于过滤谐波信号。
谐波滤波器可以通过串联或并联连接在电力线上,将谐波信号通过滤波器滤除,从而减少谐波对电力系统的影响。
2.增加传输容量:增加电力系统的传输容量,使电力能够更加顺畅地传输,减少谐波信号的积累和干扰。
在负载端方面,可以采取以下措施来抑制电力谐波:1.安装滤波器:在负载设备的输入端或输出端安装滤波器,用于滤除谐波信号。
这些滤波器可以具体地设计成针对具体谐波频率的谐波滤波器,或者是宽频带滤波器,能够滤除大部分谐波信号。
2.使用线性负载:尽量使用线性负载设备,避免使用非线性负载设备。
线性负载设备的特点是输出信号与输入信号成比例,不会产生谐波信号。
3.使用谐波阻尼器:谐波阻尼器能够通过合适的电容和电感来消耗和抑制谐波信号。
通过谐波阻尼器的使用,可以有效地抑制谐波在电力系统中的传播和干扰。
综上所述,电力谐波抑制技术和解决方案主要包括源端、传输端和负载端的措施。
通过选择低谐波负载设备、调整工作方式、使用谐波滤波器、增加传输容量、安装滤波器、使用线性负载和谐波阻尼器等方法,可以有效地抑制电力谐波,保证电力系统的稳定性和可靠性。
电力系统中的谐波分析及消除方法
![电力系统中的谐波分析及消除方法](https://img.taocdn.com/s3/m/c3ecc02a0975f46526d3e145.png)
电力系统中的谐波分析及消除方法摘要:本文针对电力系统中普遍存在的谐波问题进行了分析研究,首先概述了谐波的危害,然后介绍了三种谐波检测的方法,最后从改造谐波源的角度提出了几种谐波抑制方法。
关键词:电力谐波检测治理0 引言目前,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,对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。
1 电力系统谐波危害1.1 谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热,严重的甚至可能引发火灾。
1.2 谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等故障,变压器局部严重过热,电容器、电缆等设备过热,绝缘部分老化、变质,设备寿命缩减,直至最终损坏。
1.3 谐波会引起电网谐振,可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统构成重大威胁,特别是对电容器和与之串联的电抗器,电网谐振常会使之烧毁。
1.4 谐波会导致继电保护和自动装置误动作,造成不必要的供电中断和损失。
1.5 谐波会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。
1.6 谐波会对设备附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。
1.7 谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机。
1.8 谐波会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。
2 谐波检测方法2.1 模拟电路消除谐波的方法很多,即有主动型,又有被动型;既有无源的,也有有源的,还有混合型的,目前较为先进的是采用有源电力滤波器。
但由于其检测环节多采用模拟电路,因而造价较高,且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感,故使其基波幅值误差很难控制在10%以内,严重影响了有源滤波器的控制性能。
谐波的危害与治理
![谐波的危害与治理](https://img.taocdn.com/s3/m/7b7cf5e1b1717fd5360cba1aa8114431b90d8e92.png)
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。
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电谐波的危害与抑制技术-----------------------作者:-----------------------日期:电网谐波的危害及抑制技术摘要:电网中谐波问题日益严重,文章对此综述了谐波危害及抑制谐波的方法。
关键词:电网谐波危害抑制技术随着工业、农业和人民生活水平的不断提高,除了需要电能成倍增长,对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多,电力质量(PowerQuality)受到人们的日益重视。
例如,工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电,或因受电力网上瞬态电磁干扰影响,致使计算机系统无常运行,将会带来巨大的经济损失。
电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分,如果这些装置不能正常运行,必定扰乱人们的正常生活。
但是,电视机、计算机、复印机、电子式照明设备、变频调速装置、开关电源、电弧炉等用电负载大都是非线性负载,都是谐波源,如将这些谐波电流注入公用电网,必然污染公用电网,使公用电网电源的波形畸变,增加谐波成份。
近几年,传感技术、光纤、微电子技术、计算机技术及信息技术日臻成熟。
集成度愈来愈高的微电子技术使计算器的功能更加完美,体积愈来愈小,从而促使各种电器设备的控制向智能型控制器方向发展。
随着微电子技术集成度的提高,微电子器件工作电压变得更低,耐压水平也相对更低,更易受外界电磁场干扰而导致控制单元损坏或失灵。
例如,20世纪70年代计算机迅速普遍推广,电磁干扰及抑制问题更是十分突出,一些功能正常的计算机常出现误动作,而无法找出原因。
1966年日本三基电子工业公司率先开发了“模拟脉冲的高频噪音模拟器”,将它产生的脉冲注入被试计算机的电源部分,结果发现计算机在注入100~200V脉冲时就误动作,难怪计算机在现场无常工作,其原因之一是计算机的电源受到了污染。
因此,受谐波电流污染的公用电源,轻者干扰设备正常运行,影响人们的正常生活,重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪,会造成严重经济损失。
国际电工委员会(IEC)已于1988年开始对谐波限定提出了明确的要求。
美国“IEEE电子电气工程师协会”于1992年制定了谐波限定标准IEEE—1000。
在IEEEstd.519—1992标准中明确规定了计算机或类似设备的谐波电压畸变因数(THD)应在5%以下,而对于医院、飞机场等关键场所则要求THD应低于3%。
1 电网谐波的产生1.1 电源本身谐波由于发电机制造工艺的问题,致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波,因此,产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势,即所产生的电流稍偏离正弦电流。
当然,几个这样的电源并网时,总电源的电流也将偏离正弦波。
1.2 由非线性负载所致1.2.1 非线性负载谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。
当电流流经线性负载时,负载上电流与施加电压呈线性关系;而电流流经非线性负载时,则负载上电流为非正弦电波,即产生了谐波。
1.2.2 主要非线性负载装置(1)开关电源的高次谐波:开关电源由五部分组成:一次整流、开关振荡回路、二次整流、负载和控制,这几个部分产生的噪声不完全一样。
这几种干扰可以通过电源线等产生辐射干扰,也可以通过电源产生传导干扰。
(2)变压器空载合闸涌流产生谐波铁心中磁通变化时,会产生8~15倍额定电流的涌流,由于线圈电阻的存在,变压器空载合闸涌流一般经过几个周波即可达到稳定。
所产生的励磁涌流所含的谐波成份以3次谐波为主。
(3)单相电容器组开断时的瞬态过电压干扰:电力电子调速系统普遍应用于工业中改进电机效率及灵活性设备,调速装置电力电子器件对过电压特别敏感,因此线路中瞬态过电压会造成调速系统的过电压保护误跳闸。
由于与中压母线相连的电容器要经常操作,这意味着调速系统误跳闸事故会经常发生;(4)电压互感器铁磁谐振过电压:在我国10kV、35kV等级的中性点不接地配电网中,为了监视对地绝缘,一般采用三相五柱式电压互感器。
在正常情况下,三相对地电压是平衡的,但是由于发生单相接地故障等原因,会导致三相对地电压平衡的破坏,还有可能使电压互感器线圈电感L和系统对地电容C在参数上配合,而产生谐振过电压。
(5)整流器和逆变器产生的谐波电压、电流:整流器的作用将交流电转成直流电,而逆变器是将直流电转变成交流电。
其电路中的二极管视为理想二极管,即正向阻抗接近零,反向阻抗无穷大。
因此,只允许电流单方向流动,从整流器的输出端看,每相电流波形为矩形波,不是正弦波,利用傅氏级数展开式展开周期的矩形波形,可以看到除了工频正弦波(50Hz基波)外,还叠加了一系列高次波形——谐波。
应该说电动机采用变频器进行调速,可以高水平完成调速外,也可以节省大量电能(近30%),但如前面分析,变频调速过程中要产生高次谐波,即形成高次谐波污染,造成厂区的电视、音响系统不能正常工作,还要干扰二次仪表——压力、流量、可编程控制器及智能控制器正常工作,谐波还要使变压器、电动机、电容器及电抗器产生过热。
(6)电弧炉运行引起电压波动:随着冶炼工业的发展,当然会更多地使用电弧炉,这是一个重要负荷。
运行时,电极和金属碎粒之间会发生频繁断路,而在熔化期间,电源两相短路,一旦熔化金属从电极上落下,电弧熄灭,电源又开路,因此,可以说冶炼过程是频繁的短路-开路-短路的过程,会引起用户端电压波动及白炽灯闪烁,一般电压波动频率是0.1Hz~几十Hz,这种谐波是以3次谐波为主。
2 谐波的危害2.1 污染公用电网如果公用电网的谐波特别严重,则不但使接入该电网的设备(电视机、计算机等)无常工作,甚至会造成故障,而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流,造成超载、发热,影响电力正常输送。
2.2 影响变压器工作谐波电流,特别是3次(及其倍数)谐波侵入三角形连接的变压器,会在其绕组中形成环流,使绕组发热。
对Y形连接中性线接地系统中,侵入变压器的中性线的3次谐波电流会使中性线发热。
2.3 影响继电保护的可靠性如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小,此时,若谐波干扰叠加到极低的整定值上,则可能会引起负序保护装置的误动作,影响电力系统安全。
2.4 加速金属化膜电容器老化在电网中金属化膜电容器被大量用于无功补偿或滤波器,而在谐波的长期作用下,金属化膜电容器会加速老化。
2.5 增加输电线路功耗如果电网中含有高次谐波电流,那么,高次谐波电流会使输电线路功耗增加。
如果输电线是电缆线路,与架空线路相比,电缆线路对地电容要大10~20倍,而感抗仅为其1/3~1/2,所以很容易形成谐波谐振,造成绝缘击穿。
2.6 增加旋转电机的损耗国际上一般认为电动机在正常持续运行条件下,电网中负序电压不超过额定电压的2%,如果电网中谐波电压折算成等值基波负序电压大于这个数值,则附加功耗明显增加。
2.7 影响或干扰测量控制仪器、通讯系统工作例如,直流输电中,直流换流站换相时会产生3~10kHz高频噪声,会干扰电力载波通信的正常工作。
3 谐波抑制技术3.1 整机电源需留有较大贮备量为了使测量、控制装置能满足负载较大变化围,因此在设计整机电源时,可给予较大贮备量,一般选取0.5~1倍余量;3.2 对干扰大的设备与测控装置采用不同相线供电因为测量、控制装置的许多干扰是由电源线窜入的,因此在规划供电线路时,对干扰大的设备与测控装置采用不同相线供电,;3.3 将测量、控制装置的供电与动力装置的供电分开因为动力装置的负荷变动大,测量、控制、微机及电视机的负荷小,动力装置产生的干扰大,供电电源分开后,测量、控制、微机及电视机的电源与动力装置的电源相互隔离,可以大大减少通过电源线的干扰。
3.4 其余抑制高次谐波的技术3.4.1 开关电源干扰的抑制技术一般采用的办法是:电源滤波、屏蔽及减少开关电源本身干扰能量。
采用电源滤波器,电源滤波器可以阻止电网中的干扰进入开关电源,也可以阻止开关电源的干扰进入电网。
屏蔽技术可以有效地防止向外辐射干扰。
减少开关电源本身干扰,利用改善线圈绕制工艺,确保绕组之间紧密耦合,以减少变压器漏感。
还可以在高频整流二极管上串入可饱和磁芯线圈,利用流过反向电流时,因磁芯不饱和而产生的较大电势阻止反向电流上升。
3.4.2 变压器空载合闸涌流抑止方法根据方程Φ1=-Φmcos(ωt+α)=Φmsinωt,如果合闸时,α=90(即U1=U1m便合闸),则:Φ1=-Φmcos(ωt+α)=Φmsinωt没有暂态分量,合闸后磁通立即进入稳定状态,理论上可以避免冲击涌流过程。
3.4.3 抑制单相电容器组开断瞬态过电压方法如果采用选相断路器投切电容器,则可以消除或大大降低投切电容器产生的瞬态过电压,从而使接在母线上的电力电子调速系统可以稳定地工作,接在母线上的其余设备也可不受过电压干扰的影响。
3.4.4 抑制电压互感器铁磁谐振方法其方法是要使它脱离谐振区,采用中性点不接地的电压互感器或采用电容分压器可以从根本上避免铁磁谐振。
3.4.5 抑止整流和逆变产生的谐波(1)在变频器前加装电源滤波器。
一种成本比较低的方法是在电源侧加装三只680μf250VAC的电容,(分别接在L-N上)这种方法可使电磁干扰电流降至原来的1/10,效果较明显;(2)变频器的电源电缆采用屏蔽电缆,屏蔽电缆穿铁管并接地,输出电缆也穿铁管并接地,屏蔽层应在接变频器处和电机处两端都接地。
3.4.6 抑止电弧炉运行时的干扰(1)在合适地段加入电容补偿装置,补偿无功波动;(2)可以重新安排供电系统。
.4 结束语随着非线性电力设备的广泛应用,电力系统中谐波问题越来越严重,一方面造成了电力设备的损坏,加速绝缘老化,另一方面也影响了计算机、电视系统等电子设备正常工作,直接扰乱了人们的正常生活。
谐波问题涉及供电部门、电力用户和设备制造商,谐波问题已引起人们的高度重视。
应合理规划电网,电力电子设备(特别一次设备)应符合电磁发射水平,电子设备、电子仪器应满足电磁兼容性要求。
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