高次谐波的产生及其治理

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电力系统中谐波问题如何治理

电力系统中谐波问题如何治理

电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中,谐波问题日益凸显,给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。

那么,究竟什么是谐波?它又是如何产生的?更重要的是,我们应该如何有效地治理它呢?首先,让我们来了解一下谐波的概念。

简单来说,谐波是指在电力系统中,电流或电压的频率不是基波频率(通常为 50Hz 或 60Hz)整数倍的分量。

这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变,从而影响电力设备的性能和使用寿命。

谐波的产生原因是多种多样的。

其中,电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。

例如,变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。

此外,电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。

那么,谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢?一方面,它会增加电力设备的损耗,导致设备发热、效率降低,缩短设备的使用寿命。

例如,变压器在谐波的作用下,铁芯损耗会显著增加,容易出现过热现象。

另一方面,谐波会影响电力系统的稳定性,可能导致继电保护装置误动作,影响电力系统的安全可靠运行。

同时,谐波还会对通信系统产生干扰,影响通信质量。

既然谐波问题如此严重,我们应该如何治理呢?目前,主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。

无源滤波是一种传统的谐波治理方法,它通过电感、电容等无源元件组成滤波器,对特定频率的谐波进行滤波。

无源滤波器结构简单、成本较低,但存在一些局限性。

例如,它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响,而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。

有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。

它通过实时检测电力系统中的谐波电流,并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中,从而实现谐波的动态补偿。

有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点,但成本相对较高。

除了滤波技术,改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。

在电力系统规划和设计阶段,应合理选择电力设备,尽量减少非线性负载的接入。

高次谐波-百度百科

高次谐波-百度百科

高次谐波(high order harmonic component)对于任意一复合周期振动函数Y(T)按傅氏级数分解表示为:第一项称均值或直流分量,第二项为基波或基本振动,第三项称二次谐波,依次类推或把二次谐波以后的统称为高次谐波。

危害与一般无线电电磁干扰一样,变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。

传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰,感应耦合是指在传导的过程中,与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰,电磁辐射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用,对邻近的无线电及电子设备产生干扰。

高次谐波的危害具体表现在以下几个方面:①变压器电流和电压谐波将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。

谐波还能产生共振及噪声。

②感应电动机电流和电压谐波同样使电动机铜损和铁损增加,温度升。

同时谐波电流会改变电磁转距,产生振动力矩,使电动机发生周期性转速变动,影响输出效率,并发出噪声。

③电力电容器当高次谐波产生时,由于频率增大,电容器阻抗瞬间减小,涌人大量电流,因而导致过热、甚至损坏电容器,还有可能发生共振,产生振动和噪声。

④开关设备由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的电流变化率,使暂态恢复峰值电压增大,破坏绝缘,还会引起开关跳脱、引起误动作。

⑤保护电器电流中含有的谐波会产生额外转距,改变电器动作特性,引起误动作,甚至改变其操作特性,或烧毁线圈。

⑥计量仪表计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转距,引起误差,降低精度,甚至烧毁线圈。

⑦电力电子设备电力电子设备通常靠精确电源零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作,若电压有谐波成分时,零交叉移动、波形改变、以致造成许多误动作。

⑧其它高次谐波还会对电脑、通信、设备电视及音响设备、载波遥控设备等产生干扰,使通信中断,产生杂讯,甚至发生误动作,另外还会对照明设备产生影响。

谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。

关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。

1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。

2.谐波可以通过电网传导到其他的电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。

3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。

4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。

5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。

2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施,从源头上最大限度地避免谐波的产生。

这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时,要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响,采取切实可行的治理措施。

用电业务管理部门要严格把关,对于没有采取治理措施的谐波源用户,要禁止其入网运行。

(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法,也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。

其主要方法有以下几种:1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。

这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。

2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。

3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。

谐波治理及无功补偿方案

谐波治理及无功补偿方案

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。

谐波的产生原因危害与治理

谐波的产生原因危害与治理

谐波的产生原因危害与治理谐波是指信号在传输过程中产生的频率是原有信号频率的整数倍的现象。

谐波一般是由于信号源产生幅度非线性特性、信号传输线路的不完美特性以及外界干扰等多种因素共同作用所导致的。

1.非线性特性:当信号源的输入电压超过其线性范围时,信号源会产生非线性失真。

这种非线性特性会使得原信号分解成包含各种谐波成分的信号,即产生谐波。

2.传输线路的不完美:在电力传输和通信线路中,由于电导率不一致、绝缘材料的不均匀性以及线路的接地等因素,会引起谐波的产生。

这些因素使得线路对于不同频率的信号具有不同的传输特性,从而造成信号的失真和谐波的产生。

3.外界干扰:外界电磁辐射的干扰也会引起谐波的产生。

当外界电磁波与系统内的信号相互作用时,可能会产生共振现象,从而导致谐波信号的产生。

谐波的存在会带来一系列的危害,包括以下几个方面:1.信号失真:谐波信号会改变原信号的波形和频谱特性,导致信号失真。

这会影响到电力传输系统和通信系统中的信号传输质量,降低系统的可靠性和稳定性。

2.设备损坏:谐波会导致电流和电压的波形变形,产生大量的电磁干扰。

这些干扰会对设备的正常工作造成影响,甚至会导致设备损坏和故障。

谐波还可能引起设备内部电子元件的过热现象,加速设备老化和损坏。

3.电力系统能源浪费:谐波会引起电力系统中电流和电压的非功率信号,造成能量损耗。

这不仅会浪费能源,还会导致电力系统的效率降低。

为了治理谐波对系统的危害,可以采取以下几种方法:1.模拟电路设计中采用线性器件:选择线性器件作为信号源和信号传输线路中的关键部件,减少非线性特性对信号的影响。

2.使用滤波器:在信号源和负载之间加入合适的滤波器,可以有效地滤除谐波成分,保证原信号的传输质量。

3.优化供电系统:针对供电系统中频繁出现谐波问题的设备,进行电源选择、接线方式和接地设计的优化,减少谐波产生。

4.电源质量改进:加强对供电设备的质量管理,采用高质量的电源设备,减少谐波对电力系统的影响。

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备,如:变压器、电抗器等;(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,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开关电源设备,如:各种电力变流设备(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,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)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,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-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在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流,以便把谐波电压控制在限定值之内,抑制谐波电流主要有四方面的措施: 1)降低谐波源的谐波含量。

也就是在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。

这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。

2)采取脉宽调制(PWM)法。

采用脉宽调制(PWM)技术,在所需要的频率周期内,将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲,这种方法可以大大抑制谐波的产生。

3)在谐波源处吸收谐波电流。

这类方法是对已有的谐波进行有效抑制的方法,这是目前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法。

4)改善供电系统及环境。

对于供电系统来说,谐波的产生不可避免,但通过加大供电系统短路容量、提高供电系统的电压等级、加大供电设备的容量、尽可能保持三相负载平衡等措施都可以提高电网抗谐波的能力。

选择合理的供电电压并尽可能保持三相电压平衡,可以有效地减小谐波对电网的影响。

谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电,承受谐波的能力将会增大。

谐波的产生、危害及治理方法

谐波的产生、危害及治理方法

谐波的产生、危害及治理方法汕头市众业达电气股份有限公司黄宏龙摘耍:本文阐述了电力谐波是如何产生的,主要的谐波源有哪些,谐波对供电设备,供电线路,用电设备造成的危害。

介绍了谐波治理的方法以及无源滤波、有源滤波、混合型滤波各自的特点。

阐述谐波治理的重要性。

关键词:谐波,谐波危害,谐波治理,有源滤波,无源滤波引言:电力系统的谐波问题近几年来在世界范围内得到了广泛的关注。

国际电工委员会(IEC),国际大电网会议(CIGRE),国际供电会议(CIRED)及美国电气和电子工程师学会(IEEE)等国际性学术组织,都相继成立了专门的电力系统谐波工作组,并制定了限制电力系统谐波的相关标准。

随着电子技术的发展,大功率可控硅SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力场效应晶体管MOSFET、电力晶体管GTR、IGBT等技术的发展和广泛应用,大量非线性负荷的增加,使得电力系统波形严重畸变,这便是谐波。

谐波最早发现在20世纪20年代,50年代以来,非线性负载引起的谐波问题日益受到关注。

近年来谐波所造成的危害日趋严重,对发、输、供、用电设备都造成严重影响,导致设备运行故障、维修工作量增加及增耗电费,甚至引发火灾事故等。

1、谐波1)、谐波的定义谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了基波频率的电量,其余大于基波频率的电流产生的电量,称为谐波。

谐波次数是谐波频率与基波频率(n=fn/f1)的比值。

通俗的将分解后的谐波称为n次谐波,此处的n即是谐波次数。

一般指从2次到50次范围,如5次谐波电压(电流)的频率是250赫兹,7次谐波电压(电流)的频率是350赫兹;超过13次的谐波称高次谐波。

谐波是由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波,主要非线性负载有UPS、通信电源/开关电源、整流器、变频器、感应电炉、电子计算机、充电器。

2、产生谐波的谐波源1)、发电机由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁芯也很难做到绝对均匀一致及其他一些原因,发电机多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策谐波是指在电力系统中产生的频率为基波频率的整数倍的波动。

它是电力系统中普遍存在的一种现象,但过多的谐波会对电力系统的正常运行和设备的安全性产生很大影响,因此需要采取相应的治理对策来解决这个问题。

1.非线性负载:当电力系统中存在非线性负载时,如电弧炉、电焊机、电子设备等,其工作特性会产生谐波。

这是谐波产生的主要原因之一2.电力电子装置:现代电力系统中广泛使用的各种电力电子装置,如变频器、整流装置等,也会引入大量谐波。

3.潮流分布不均匀:当电力系统中的潮流分布不均匀时,也会导致谐波的生成和传播。

针对谐波的治理对策主要有以下几方面:1.使用滤波器:在电力系统中安装滤波器可以消除或降低谐波对系统的影响。

滤波器的选择要根据谐波的频率和大小来确定。

2.设计合理的系统:在电力系统的设计阶段,应考虑到非线性负载和电力电子装置可能带来的谐波问题,采取相应的额外措施来减少谐波的产生。

3.提高设备的抗谐波能力:针对电力系统中的关键设备,如变压器、电容器等,可以采用提高抗谐波能力的设计和制造技术,使其能够更好地耐受谐波的影响。

4.加强监测和控制:定期对电力系统进行谐波监测,及时发现和解决问题。

对于频繁发生谐波问题的系统,可以采用自动生成谐波的设备进行实时控制,以减小谐波的影响。

5.加强人员培训和管理:加强对电力系统人员的培训,提高其对谐波问题的认识和处理能力。

同时,建立健全的管理体系,制定相应的管理规范和操作程序,以确保谐波问题得到科学有效的控制。

总之,谐波问题存在于电力系统中,会对系统的正常运行和设备的安全性产生不利影响。

通过采取相应的治理对策,如使用滤波器、设计合理的系统、提高设备的抗谐波能力等,可以有效地解决谐波问题,确保电力系统的稳定和可靠运行。

同时,需要加强人员培训和管理,提高人员的谐波处理能力,确保谐波问题得到及时有效的解决。

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高次谐波的产生及其治理一、概述目前,许多变电所的负荷中含有大量非线性负荷,如整流装置、交-交变频装置、炼钢电弧炉、中频炉、电力机车、交流电焊机、高频电焊机、中频淬火炉、高频淬火炉、计算机的开关电源、带电子镇流器的荧光灯等。

供电给这些非线性负荷的系统电压即使为理想正弦波,它们工作时的电流也是非正弦电流。

这些非正弦电流波形按傅氏级数可以分解为基波及一系列不同频率和振幅的谐波。

谐波频率为基波频率的整数倍时,称为高次谐波;其频率为基波频率的非整数倍时,称为分数谐波或旁频波;其频率低于基波频率时,称为次谐波。

谐波电流流经系统中包括发电机、输电线、变压器等各种阻抗元件时,必然产生非正弦的电压降,使交流系统内各点的电压波形也发生不同程度的畸变。

电压畸变的程度取决于非线性负荷容量与电网容量的相对比值以及供电系统对谐波频率的阻抗,畸变的电压反过来对整流装置从系统中取用的电流波形又有影响。

因而谐波电流和谐波电压是相伴而生、相互影响的。

二、谐波危害2.1通讯干扰非线性负荷供电系统产生的谐波对与其邻近的通讯线路产生静电感应及电磁感应,在通讯系统内产生不良影响。

2.2同步发电机的影响电力系统中的同步发电机,特别是以非线性负荷为主或以发电电压直接供给非线性负荷的同步发电机,高次谐波对其有较大不良影响。

谐波电流引起定子特别是转子部分的附加损耗和附加温升,降低了发电机的额定出力。

2.3对异步电动机的影响谐波引起电机角速度脉动,严重时会发生机械共振。

对电动机的功率因数和最大转矩都有影响。

2.4对电力电容器的影响由于电容器的容抗和频率成反比,电力电容器对谐波电压最为敏感。

谐波电压加速电容器介质老化,介质损失系数tgδ增大,容易发生故障和缩短寿命,谐波电流常易使电容器过负荷而出现不允许的温升。

电容器与电力系统还可能发生危险的谐振。

此时,电容器成倍地过负荷,响声异常,熔断器熔断,使电容器无法运行。

伴随着谐振,在谐振环节常出现过电压,造成电气元件及设备故障或损坏,严重时影响系统的安全运行。

2.5对电缆线路绝缘的影响对电缆线路,非正弦电压使绝缘老化加速,漏泄电流增大;当出现并联谐振过电压时,可能引起放炮并击穿电缆。

2.6对变压器的影响谐波电压使变压器激磁电流增大,效率变低,并恶化其功率因数。

谐波放大会造成主变声音异常。

2.7对测量仪的影响高次谐波会引起电度表误差,谐波频率愈高,误差愈大,且均为负误差。

2.8对继电保护自动装置等的影响当谐波电压水平较高时,对供电系统的电压自动调节的误差有所增加。

负序系统的高次谐波电流对具有负序电流谐波滤波装置的继电保护装置有不良影响。

谐波电流恶化甚至破坏利用电力线路作为联系通道的远动装置的工作。

2.9对整流装置的影响高次谐波对脉冲—相位控制的可控硅(晶闸管)整流装置有较大影响,可能造成脉冲丢失而烧坏可控硅管。

由于谐波的这些危害,所以在设计和建设非线性负荷的配电时,必须满足国家制订的谐波标准《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93要求,采取抑制和消除谐波的措施。

抑制和消除谐波,主要归结为抑制和消除谐波电流,使电压畸变率和系统注入公共连接点的谐波电流符合国家标准。

三、公用电网谐波国家标准国家标准GBT/14549-93中谐波电压限值和谐波电流允许值如下:3.1公用电网谐波电压(相电压)限值见表1:表1电网标称电压(kv)电压总畸变率(%)各次谐波电压含有率(%)奇次偶次0.385.04.02.04.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 661102.01.60.83.2谐波电流允许值3.2.1公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根值)不应超过表2中规定的允许值。

当公共连接点的最小短路容量不同于基准短路容量时,表2中的谐波电流允许值的换算为:Ih=(Sk1/Sk2)×Ihp式中:Sk1——公共连接点的最小短路容量,MV A;Sk2——基准短路容量,MV A;Ihp——表2中的第h次谐波电流允许值,A;Ih——短路容量为Sk1时的第h次谐波电流允许值。

表2注入公共连接的谐波电流允许值标准电压kv基准短路容量MV A谐波次数及谐波电流允许值,A 2345678910111213 0.38 10 78 62 3962 26 44 19 21 16 28 13 24 6 10043 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.113 10 100 26 20 13 20 8.5 15 6.46.8 5.1 9.3 4.37.9 35 250 15 12 7.7 125.1 8.83.84.1 3.15.6 2.6 4.7 66 50013 8.1 13 5.4 9.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2.7110 75.12 9.6 6 9.6 4.0 6.8 3.0 3.22.44.32.03.7续表2注入公共连接的谐波电流允许值标准电压kv基准短路容量MV A谐波次数及谐波电流允许值,A1415161718192021222324250.38101112 9.7 18 8.6 167.88.9 7.114 6.5 12 6 100 6.1 6.8 5.3 10 4.79.0 4.3 4.9 3.9 7.4 3.6 6.8 10 1003.74.13.2 6.0 2.8 5.4 2.6 2.9 2.34.5 2.1 4.1250 2.2 2.5 1.9 3.6 1.7 3.2 1.5 1.8 1.41.32.5 66 500 2.3 2.62.03.8 1.8 3.41.6 1.91.52.81.42.6 110 750 1.7 1.91.52.81.32.51.21.41.12.11.01.93.2.2同一公共接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共接点的供电设备容量之比进行分配。

分配的计算方式见下式:Im=Ih(Si/St)1/α式中:Im——公共接点处第i个用户的第h次谐波电流允许值,A;Ih——按式(1)换算的第h次谐波电流允许值,A;Si——第i个用户的用电协议容量,MV A;St——公共接点的供电设备容量,MV A;α——相位迭加系数,按表3取值。

表3h35711139(>13)偶次α1.11.21.41.81.92四、谐波电流发生量4.1整流装置谐波电流理论值整流装置谐波有特征谐波和非特征谐波之分,特征谐波是指整流装置运行于正常条件下所产生的谐波。

正常条件下的电源为三相对称系统,供电回路为三相对称回路。

对于可控硅整流装置而言,各相控制角及特性没有差异。

若整流装置运行于非正常条件下除产生特征谐波外,还产生非特征谐波。

特征谐波具有间断性幅值频谱,其谐波次数由整流相数决定。

可以用一个简单的通式来表达。

如以p代表相数(脉波数),k为正整数,则特征谐波次数为n=kp±1。

特征谐波幅值大小与重迭角γ和控制角α及容量有关,工程应用可由曲线查得。

非特征谐波可能具有连续的幅值频谱,其谐波次数不可能用一个简单的通式来表达。

非特征谐波幅值大小虽可从理论上加以推导,但很困难且不准确。

通常数值不大,工程上可取In=(0.15~0.2)I1/n。

但个别工程由于整流装置的控制角误差而引起的非特征谐波值很大,甚至比特征谐波值还大。

这时应调整整流装置的触发系统,使非正常谐波值减小。

否则,谐波滤波装置的组数需增加,投资需增大。

4.2交流电弧炉谐波电流发生量炼钢电弧炉在熔化期间内,由于电弧特性是非线性的,将产生大量的谐波电流,而且三相电流不平衡,具有较多的3次谐波。

从电流波形看出,正负两部分也是不对称的,说明还存在偶次谐波。

主要是2次谐波。

电弧炉谐波电流的频率是一组连续频谱,其中整数谐波2、3、4、5、6、7次的幅值较大,而非整数次幅值较小。

在熔化期内,谐波电流随电弧电流变化,其峰值与均方根值相差很大。

谐波滤波装置设计不宜采用瞬时峰值,应按最严重一段时间内的谐波电流平均值考虑。

对一运行的电弧炉,最好通过测试取得。

对新建或无条件测试的可参考表三选取。

表4n1234567In/I11007~118~134~65~72~32~3五、谐波治理方法5.1增大供电系统对谐波的承受能力;提高系统的短路容量;采用较高电压供电。

5.2减小谐波发生量:增加整流装置的脉动数、增大换向电抗、改善触发对称度;同类型非线性负荷尽量集中供电,利用谐波源之间的相位不同相互抵消部分谐波。

5.3避免谐波放大和谐振,选择合适的电容器组参数或采用合适参数串联电抗器。

5.4安装电力谐波滤波装置加大系统的短路容量难以实现,增加整流器的等效相数也受到限制,当等效相数超过12相时,需增加移相设备,同时会带来维修运行上的不便,安装谐波滤波装置就成了首选。

谐波滤波装置既能消除谐波,又能补偿无功功率,提高功率因数,具有显著的经济效益。

5.5抑制快速变化谐波的措施快速变化的谐波源(如电弧炉、电力机车、晶闸管供电的轧机、卷扬机等)除产生谐波外,往往还引起供电电压的波动和闪变,抑制快速变化谐波的技术措施就是在谐波源处并联装设静补装置,又称动态无功补偿装置。

静补装置的基本结构是由快速可变的电抗器或电容器组合而成。

目前技术上较成熟,工程上应用较多的有下述四种基本形式:1.自饱和电抗器;2.晶闸管控制电抗器;3.晶闸管控制高漏抗变压器;4. 晶闸管投切电容器。

我公司开发的“晶闸管过零触发装置”专利技术,应用于晶闸管投切电容器动态谐波滤波装置,其动态响应速度达到了晶闸管控制电抗器动态谐波滤波装置性能,其对谐波的吸收效果优于晶闸管控制电抗器动态谐波滤波装置。

5.6有源电力滤波器有源电力滤波器是运用电力电子技术,向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相同、方向相反的电流,使流入电源的总谐波电流为零。

目前国内有源电力滤波器产品功率较小,价格较高,尚未大量使用。

有源电力滤波器技术是谐波治理技术的发展方向。

六、电力高次谐波滤波装置6.1谐波滤波装置谐波器支路种类谐波滤波器大致分为以下几种:(图一)a:单调谐谐波滤波器:频带窄,滤波效果好,损耗小,调谐容易,是使用最多的一种类型。

b:双调谐谐波滤波器:可代替两个单调谐谐波滤波器,只有一个电抗器(L1)承受全部冲击电压,但接线复杂,调谐困难,仅在超高压系统中使用。

c:一阶高通谐波滤波器:因基波损耗大,一般不采用。

d:二阶高通谐波滤波器:通频带很宽,滤波效果好,但损耗比单调谐大,通常用于较高次谐波。

e:三阶高通谐波滤波器:电容器利用率较高,基波损耗小,但滤波效果不如二阶高通谐波滤波器,一般用于电弧炉滤波。

f:“C”式高通谐波滤波器:性能处于二阶和三阶高通谐波滤波装置之间,R的基波损耗最小,适用于电弧炉谐波滤波装置。

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