PDF《电力系统中谐波产生的原因与控制措施》

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7.20ll 北京电力高等专科学校学报 Beijing Electric Power College 电力系统匝 电力系统中谐波产生的原因与控制措施 许由良 (广西恒晟建设工程有限公司,广西桂林541002) 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 中图分类号:Th胛 文献标识码:A 文章编号:1009―0118(2011)07―0045―01

一、电力系统谐波的产生 一些负荷和设备的非线性特性是电力系统中谐波产生的根本原因, 即所加的电压与产生的电流不成线性关系造成的波形畸变.简单的说就 是非线性负载. 当电/J系统向非线性负荷和设备供电时,这些负荷和设备在变换、 传递、吸收系统提供的基波能量时.把一部分能量转换为谐波倒送到电 力系统中.导致系统的基波波形发生畸变.电能供给质量下降:也可以 理解为在非线性负载上有基波电压时,电压与负载吸收的电流的波形不 一至.非线性负载上的电流产生了畸变.因为负载连接的是整个网络, 故而畸变的电流可以流人到电网中.而电力系统中的谐波源就是非线性 负载. 谐波来源于3个方面:

(一)发电源质量不高所产生的谐波 因为发电机的铁心不可能做到绝对均匀一致,i相绕组也很难在制 作上做到绝对的对称,再加上其他一些原因,发电源多多少少就会产生 谐波.不过一般来说由这方面产生的谐波很少.

(二)输配电系统产生谐波 铁芯饱和谐波源:各种铁芯设备.如电抗器、变压器等,其铁芯饱和 特性是非线性的.比如变压器产生谐波,是由丁.磁化曲线的非线性,铁 心处于饱和,以及在当初设计时考虑到变压器的经济性,它的工作区域 是选择在磁化曲线的近饱和段上,磁化电流的波形会呈尖顶状,所以会 含有奇次谐波.它的大小与铁心的饱和程度、磁路的结构形式有很大的 关系.铁心越饱和,变压器T作点越偏离线性,产生的谐波电流也就越 大.3次谐波电流可以达到额定电流的0.5%.

(三)用电设备产生的谐波 电子开关型:主要为双向晶闸管可控开关设备以及各种交直流换流 装置(整流器、逆变器).由于品闸管整流在充电装置、电力机车、开关电 源、铝电解槽等许多方面都得到了广泛的应用,从『f『f给电网带来了大量的 谐波.因为晶闸管整流装置采用的是移相控制的方法,它会从电网中吸 收一部分缺角的正弦波,但也会给电网留下是另一部分的缺角的正弦波, 而留下部分中是含有谐波的,谐波可使品闸管装置失控.假如整流装置 是一个单相的整流电路,连接容性负载Hf会含有奇次谐波电压,谐波的 含量会随着电容值的变化而变化:在接感性负载时则会含有奇次谐波电 流.3次谐波的含量可以达到基波的30%左右.假设整流装置是相全 控桥6脉整流器.供电线路及变压器原边会含有5次及以上的奇次谐波 电流;

若是12脉冲整流器,还会有11次及以上的奇次谐波电流.据统 计显示:最大的谐波源是整流装置产生的,占所有谐波的40%左右j 变频装置:变频装置通常应用于电梯、水泵、风机等设备中,因为采 用的是相位控制.所以产生的谐波成份很复杂,除了含有整数次谐波外, 还含有分数次谐波,这类装茕的功率一一般都比较大,随着变频调速的发 展.日后对电网的影响也会越来越大. 电弧型:电石炉、电弧炉.因为电炉在加热原料时,i相电极是非常 难同时接触到高低不平的炉料的,所以燃烧是不稳定的,从而导致二三相 负荷的不平衡.这样就会产生谐波电流.谐波会经过变压器的j角形连 接线圈注入电网.其中主要是27次的谐波,平均可达基波的8%一20%.最大的可以达到45%. 气体放电类电光源.高压汞灯、荧光灯、金属卤化物灯与高压钠灯 等属于气体放电类电光源.通过测量与分析这类电光源的伏安特性,可 以发现非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们都会给电网带 来奇次谐波的电流. 家用电器.计算机录像机、、电视机、凋温炊具、调光灯具等,他们都 带有有调压整流装置,所以都会产生比较深的奇次谐波.在电风扇、空 调器、洗衣机等有绕组的电器中.波形会随着不'