文档介绍：浅谈谐波治理技术的发展
姓名:朱金海学号:0845521248 专业:电气工程及其自动化
 随着电力电子技术的飞速发展,特别是在供电网络中非线性负荷(如变频调速装置、电机软启动装置、磁饱和稳压装置、大型整流装置、电弧焊机组等用电设备)的日趋增多,这些设备在电网中运行,产生了大量的谐波电流,不仅增加了电网的供电损耗,而且干扰电网保护装置与自动化装置的正常运行,直接威胁电网的安全。谐波造成的危害可列举如下:
(1)由于谐波频率较高,使导线的集肤效应加重,不但造成铜损急剧增加,又因变压器铁芯不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。
(2)谐波在影响表计计量精度的同时,对精密电子设备(包括电子式电能表)产生严重干扰,导致其不能正常工作,甚至烧毁。
(3)谐波引起所有接于电网中的设备的损耗增加,温升加快,特别是对含有电容器的设备影响最为严重,甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故。
(4)电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降。
(5)继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。
为了保证电力系统的安全运行,对谐波必须进行治理,使谐波分量不超过国家标准。本文在回顾了电力系统谐波治理技术发展历史的基础上,分析了我国电力系统谐波治理技术的发展现状及存在的技术难题,进而探讨了谐波治理技术的发展趋势⋯。
I 谐波治理技术的发展历史
谐波问题在20世纪20年代未就引起了人们的注意,到了20世纪50年代,随着科学技术的进步,大量的非线性负载给电力系统带来了严重的谐波干扰,于是有关电力系统谐波问题的大量论文开始出现在各种期刊杂志上。20世纪70年代以来,由于谐波所造成的危害日趋严重,世界各国对谐波问题都予以充分的关注,国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议。最近30年,对电力系统谐波问题的研究已超过了电力系统自身的研究范畴,并取得了前所未有的进展。
电力系统谐波治理技术的发展历史可分为以下几个阶段。
1)2O世纪70年代之前单纯的无源滤波器(PF)时代
2)20世纪70年代,有源滤波器(APF)的开发研究时代
3)20世纪8O年代末期,串联APF与并联PF混合方案出现
1988年Peng F Z等人首先提出串联APF;t/I并联PF的结构。这种方案结合了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,装置容量可以做得很大。由于大部分谐波由相对廉价的无源滤波器滤除,装置成本相对较低。使用中串联APF相当于一个谐波隔离装置,强制将负载的谐波电流流入无源滤波器,同时也阻止电源的谐波电压串入负载侧;无源滤波器是负载谐波电流的唯一通道,对谐振频率处的谐波,无源滤波器呈极低阻抗。
4)20世纪90年代初,APF与PF串联后与电网并联的混合型方案诞生
5)20世纪90年代中后期,并联APF与串联APF的混合型方案得以突破
1994年,Akagi H等人提出一种综合了串联APF(APFI)和并联APF(APF2)的混合型滤波器。APF1将电源和负载隔离,阻止电源谐波电压串入负载端和负载谐波电流流入电网。APF2提供一个零阻抗的谐波支路,把负载中的谐波电流吸收掉。该方案在电网与公共连接点之间同时实现了电压和电流的净化。
6)SVC~IPF相结合是补偿无功和抑制谐波的优选方案
近年来,为减少无功和谐波给电网带来的危害,采用电力电子装置就近吞吐无功和吸收