文档介绍：绪论
随着公民经济的发展和人们生活水平的提高, 电力电子产品宽泛地应用于工业控
制领域,用户对电能质量的要求也越来越高, 其中最为突出的是电压质量和睦波的问
题,因此,怎样提高电压质量、治理谐波就成为输配电技术中最为急迫的问题之一。
绪论
随着公民经济的发展和人们生活水平的提高, 电力电子产品宽泛地应用于工业控
制领域,用户对电能质量的要求也越来越高, 其中最为突出的是电压质量和睦波的问
题,因此,怎样提高电压质量、治理谐波就成为输配电技术中最为急迫的问题之一。
所以,面对我国当前电网构造薄弱和输配电技术普遍存在的技术手段的落伍、 自动化
水平低的现状,针对电压质量和睦波问题,研究电网谐波治理问题和无功补偿新技术
及新装备,拥有十分重要的理论和现实意义 [3]。
谐波的定义
“谐波”这一名词起源于声学,在声学中谐波表示一根弦或一个空气柱以基波频
率的倍数频次振动。电气学中所谓电网谐波,就是电网正弦电压波形畸变后, 其波形
能够按傅立叶级数进行分解, 除了基波(50HZ)之外,还有一系列频次为基波频次整
数倍的正(余)弦波,这些正(余)弦波称之为谐波。正是由于这些谐波注入了电网,
就使得电网电压波形畸变 [14]。
谐波的危害
电网谐波的危害主要有以下几点:
1、相同频次的谐波电压余谐波电流要产生同此谐波的有功功率与无功功率,从
而降低电网电压,浪费电网容量。
2、高次谐波能使电容器出现过电流与过负荷,温度增高,寿命减少,甚至出现
发热、鼓肚、击穿或爆炸事故。同时在电压已经畸变的电网中,电容器的投入,还可
能使电网的谐波加剧(谐波放大现象)。
3、谐波往往惹起继电保护不工作或误动作,进而造成设施与系统的事故,尤其
是半导体继电保护与整流型继电保护更为严重。
4、谐波能增大仪表的计量误差,扰乱通讯网络的正常工作。
5、电机中有谐波电流,且频次靠近某个部件的固有频次时,使电机产活力械振
动并发出很大的噪声。
6、谐波对人体有影响。从人体生理学来看,人体细胞在受到刺激喜悦时,会在
细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转。其频次如果与谐波频次相靠近,
电网谐波的磁辐射就会直接影响人的脑磁场和心磁场。
谐波的产生
电网谐波根源于三个方面:其一是发电源质量不高产生谐波; 其二是输电网产生
谐波;其三是用电设施产生的谐波。其中以电气设施产生的谐波最多, 详细情况如下:
1、整流设施。由于晶闸管整流的宽泛应用(如电力机车的、路电解槽、电池充
电器等),给电网造成大量的谐波。统计表示:由于整流装置产生的谐波占所有谐波
的40%左右,这是最大的谐波源。
2、电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三项电极很难同时接触到高低不平
的炉料,使得燃料不稳定,惹起三项负荷不平衡,产生谐波电流,经变压器的△形连
接线圈而注入电网。其中主假如 2~7次的谐波,平均可达基波的 8%~20%,最大可
达45%。
3、电力变压器。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
时考虑经济型,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,其次谐波电流可达额定电流的 %。此外变压器空载合闸
时出现的涵流中也含有大量的谐波量。
4、家用电器。如电视机、录像机、电子调光灯具、调温炊具等,因拥有调压整
流装置,会产生较深的奇次谐波;在洗衣机、电电扇、空调器等有绕组的设施中,因
不平衡电流的变化也能是波形改变。
谐波抑制的三种方法
为了产少谐波的危害,根据谐波的根源,抑制谐波的方法大概从三个方面考虑:
1、保证电源的质量 从发电机本身来说,产生谐波是很少的,这主要就是要从管
理上保证发配电的质量,尤其是关于自发电设施的公司,要拟订相应的举措予以保证。
2、减少输电网谐波的产生与磁辐射 如尽可能采用高压直流输电;低压供电尽可
能采用地下电缆;高层建筑内部的供电线应用铁管来防备磁辐射, 还应做好大楼建筑
的接地系统的设计与实施安装。
3、限制用电负荷产生的谐波前已述及,用电负荷是电网谐波的最主要的根源。
首先要求用户对电网电压的畸变率与谐波电流的限制要做到负荷国家要求。根据国家水电部颁发的SD126-84规定,如果超过极限值,则应采取抑制举措。其次,就是要把维护电网不受谐波污染定成规章制度,用户与电气设施制造厂商都要配合发供电部门齐抓共管。详细来说应做到下面几点:
(1)对容量在100kVA以上的整流装置与非线性用电设施,必须就地增设滤波装置,吸收高次谐波。
(2)拥有整流元件的设施,虽是小型用电器,也要增加整流相数与脉冲数,或
把晶闸管移相触发改为过零触发,或许增设滤波装置,做