电网谐波的危害及抑制技术实用版
电力系统谐波的危害及其抑制措施

电力系统谐波的危害及其抑制措施电力系统谐波是指在交流电网中出现的频率为基波频率的整数倍的频率成分。
谐波的产生主要来自于非线性设备,如电弧炉、变频调速设备、开关电源等。
谐波对电力系统的稳定性和可靠性产生了许多危害,因此有必要采取相应的抑制措施。
首先,谐波对电力设备的产生严重的破坏作用。
谐波会导致设备的热耗损增加,使电力设备的温升超过正常值,从而影响设备的寿命和可靠性。
此外,谐波会引起设备的振动和共振,进一步加剧设备的磨损和破坏。
另外,谐波还会导致设备的传动系统产生冲击和振动,从而引起噪声和机械共振。
其次,谐波还会使电力系统的运行效率降低。
谐波会产生额外的功耗,使系统的负载率降低,从而导致电能的损耗增加。
此外,谐波还会引起线路过载、开关跳闸和设备故障,进一步降低系统的运行效率和可靠性。
最后,谐波对用户设备的使用造成了困扰。
谐波会导致用户设备的故障率增加,降低设备的可靠性和使用寿命。
此外,谐波还会引起设备的失真和抖动,影响设备的正常运行和使用效果,给用户带来不必要的经济损失。
为了抑制电力系统谐波,可以采取以下措施:1.提高设备和电网的抗谐波能力。
对于大功率非线性设备,可以采用有源滤波器、谐波抑制变压器等装置来抑制谐波的产生和传输。
在电网设计和运行中,要合理配置电容补偿装置和滤波器,提高电网的抗谐波能力。
2.采用合适的谐波控制技术。
可以通过谐波测量和分析,确定电网中谐波的源和传输路径,然后选择合适的谐波控制技术。
常用的谐波控制技术包括谐波滤波、谐波限制和谐波抑制等。
3.加强对谐波的监测和管理。
建立谐波监测系统,实时监测电力系统中谐波的水平和频谱特性,及时发现和解决谐波问题。
同时,制定相关的管理规范和标准,加强对设备和系统的质量检测和验收,确保设备和系统的抗谐波能力。
4.加强用户教育和意识提高。
通过开展谐波知识普及活动,提高用户对谐波的认识和了解,增强用户对谐波抑制的重视和意识,合理使用电气设备,减少谐波的产生和传输。
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。
谐波危害及抑制谐波的方法

谐波危害及抑制谐波的方法谐波是指频率高于基波的电磁波,它们会频繁出现在我们的电力系统和其他电力设备中。
虽然谐波在一些应用中可产生有益效果,但在大多数情况下,它们都是一种电力质量问题,会给电力系统和其他设备带来一系列危害。
1.设备损坏:谐波会增加设备内的电流和电压,导致设备发热加剧,并可能引起设备元件过热、熔断或焚毁。
此外,频繁的谐波还会引起设备的机械振动,造成设备损坏。
2.电力系统不稳定:谐波引起系统的电流和电压的波形失真,导致电力系统不稳定。
此外,谐波会导致电力系统中的谐振现象,这些谐振可以引起电力系统中的电流和电压急剧增加,可能破坏设备。
3.通信干扰:谐波会产生大量的高频干扰信号,这些信号可能干扰无线通信和其他电磁波设备的正常运行。
在高度电子化的社会中,这种通信干扰可能会带来严重的问题。
为了抑制谐波带来的危害,可以采取以下方法:1.装置谐波滤波器:谐波滤波器用于减小电力系统中的谐波。
滤波器通常会将谐波通过处理电路转化成其他形式,或者将它们绕过电力系统,以防止它们对设备和系统产生影响。
2.使用变压器:变压器可以用来减小谐波的影响。
通过在电力系统中安装特定的谐波抑制变压器,可以将谐波电流限制在合理的范围内,从而降低谐波的危害。
3.电源滤波器:为敏感设备提供干净的电力供应也是一种有效的抑制谐波的方法。
电源滤波器可以滤除电力供应中的谐波元素,从而降低谐波对设备的危害。
4.合理的电源设计:在电力系统设计阶段,可以采取一些措施来减小谐波的生成。
例如,选择适当的线路,减小高谐波的产生,或者选择低谐波的电力设备。
5.故障检测和维护:及时发现和处理设备和系统中的谐波问题至关重要。
定期进行电力设备的检查和维护,可以发现并消除谐波带来的潜在危害。
总而言之,谐波在电力系统和其他电力设备中的存在可能带来很多危害。
为了抑制这些危害,我们可以采取各种措施,包括使用谐波滤波器、变压器、电源滤波器、合理的电源设计以及进行定期的检查和维护。
电力系统谐波的危害性及抑制策略

电力系统谐波的危害性及抑制策略电力系统谐波是指在交流电力系统中产生的一种非正弦波形,是交流电网中所存在的一个普遍的问题。
当电力系统中出现谐波时,将会对各个方面造成影响。
因此,对电力系统谐波的危害性及抑制策略的研究变得尤为重要。
一、电力系统谐波的危害性1、对电力系统设备的影响:谐波会对电力系统中的电力设备产生不良影响,会加快电气设备的老化,损害电力设备的正常运行,甚至可能导致设备的损坏。
2、对电力质量的影响:电力系统谐波会导致电压的失真、电流的失真、功率因数的变化等,降低电力质量。
3、对用户的影响:由于电力设备运行产生谐波会向供电系统散发,因此会由电力系统供应给所有使用电力的用户,对用户的设备产生不良的影响,例如音频设备、计算机设备等。
4、对环境的影响:电力系统谐波也会对环境造成影响,例如对动物的人工造成干扰,造成空气污染等。
二、抑制电力系统谐波的策略1、电力系统谐波分析:在电力系统中,通过对电网谐波分析,可以获取谐波特征信息,以确定引入谐波的源头,并针对性地采取谐波滤波器等抑制措施。
2、谐波滤波器的安装:谐波滤波器能够有效防止谐波向电网散播,从而保护电力设备,提高电力质量。
谐波滤波器还可以通过对电力系统谐波的调制来保护电气设备,降低谐波对设备的影响。
3、调整电力系统参数:在电力系统中通过调整电网的参数可以改善电力系统谐波问题。
例如,在电力系统中调整电抗器可以控制电路中的谐波,从而防止谐波向电网散播。
4、电力设备设计:在电力设备的设计过程中可以通过提高电力设备的质量,使电力设备适应谐波的存在。
例如,增加电容、电感、阻抗等元件能够有效地消除引起电气设备故障的谐波。
综上所述,电力系统谐波是一个非常严重的问题,需要采取一系列措施予以解决。
在电力系统中安装谐波滤波器、并对电力系统参数进行调整、以及通过提高电力设备的质量,都是解决电力系统谐波的有效方法。
为了保证电力设施的正常运转,电力系统的谐波抑制工作必须不断加强。
电网谐波的危害及抑制技术

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。
电网谐波的危害及抑制技术示范文本

电网谐波的危害及抑制技术示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月电网谐波的危害及抑制技术示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。
随着电网容量迅速增长,电网运行电压也不断提高,国外输电设备电压已达1000kV我国从20世纪80年代开始进入大电网时期,输变设备电压已达500kV。
最近开始西北地区黄河上游水电深度开发,国家电力公司已批准建设第一条750kV输电线路。
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。
谐波、谐振的危害及防治措施
谐波、谐振的危害及防治措施前言随着电气自动化的迅速发展,工业生产中对电能质量的要求更高,但由于电能的复杂性和不稳定性,电力企业和电力用户都会面临许多问题。
其中一个关键问题就是谐波和谐振的危害,它们会对电力系统带来很多问题,同时也会对设备和工作人员的安全产生影响。
因此,谐波和谐振的危害需要引起我们的重视,有必要采取相应的措施进行防治。
谐波的危害谐波是指频率为整数倍基波频率的倍频波,当电网中出现谐波时,会对电力系统造成很多负面影响,主要表现在以下几个方面:1. 降低电网功率因数谐波会对电力系统的功率因数产生影响,使功率因数降低。
功率因数越低,电子设备就越难以正常工作,同时还会导致电能损失和电费增加。
因此,谐波应尽量减小。
2. 损害设备大量谐波会给设备带来很大的损害,造成设备寿命减少,安全储备降低和可靠性下降,这对生产带来很大的风险和影响。
谐波带来的损害主要包括:•电机过热损坏•物理变形•变压器局部过热•电容器和电感器损坏3. 干扰通信系统谐波会引起通信系统(尤其是无线电通信系统)的干扰,影响通信质量。
这种干扰会干扰射频通信的接收机、起伏机、响应器、发射机以及其他电子部件,使通信信号受到严重干扰,从而影响通信过程的稳定性和可靠性。
谐振的危害谐振是指电力系统在特定频率下的共振现象。
虽然谐振一般在正常运行条件下不会出现,但当出现谐振时,会对电力系统造成很大的威胁,主要表现在以下几个方面:1. 破坏电力设备谐振波能量巨大,一旦出现谐振,就会对电力设备造成破坏,严重时甚至会导致设备停产,影响生产。
因此,谐振的出现需要引起注意。
2. 对安全产生威胁谐振波会对人员和设备的安全产生威胁,严重时会导致设备火灾、电击事故等。
电力系统中所有的设备,不仅要承受电压和电流的冲击,还要承受谐振波的冲击,如果谐振波过大,会对设备造成严重威胁。
3. 影响电网稳定性谐振波的存在会破坏电力系统的稳定性,使电网不稳定,从而引起负荷不均衡、跳闸等故障,进一步危及电网的供电能力和稳定性。
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分,它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真:谐波的存在会使电压波形发生畸变,进而导致电压的失真,使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害,缩短设备的寿命。
2.系统能效下降:谐波会导致电力系统中电流的失真,由于谐波电流引起的额外功耗,使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加,降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题:谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备,导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰,影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题:高频谐波会导致电力设备产生过多的热量,进而引起绝缘材料的老化和烧损,甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化:在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响,通过选择合适的材料和结构,减小谐波对设备的影响。
例如,在电机设计中,可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用:安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性,将谐波电流引向滤波器,从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制:对于谐波敏感的设备,可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如,使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训:提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解,增强其对谐波抑制方法的应用能力,能够及时发现和解决谐波问题。
总之,谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性,需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法,但需要根据具体情况选择合适的方法。
电网谐波的危害及抑制技术范本
解决方案编号:LX-FS-A92636 电网谐波的危害及抑制技术范本In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写:_________________________审批:_________________________时间:________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑编写:xxxxx审核:xxxxx 电网谐波的危害及抑制技术范本使用说明:本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性,导向性的规划,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。
随着电网容量迅速增长,电网运行电压也不断提高,国外输电设备电压已达1000kV我国从20世纪80年代开始进入大电网时期,输变设备电压已达500kV。
最近开始西北地区黄河上游水电深度开发,国家电力公司已批准建设第一条750kV输电线路。
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。
电网谐波的危害及抑制技术
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。
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YF-ED-J2988可按资料类型定义编号电网谐波的危害及抑制技术实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.(示范文稿)二零XX年XX月XX日文件名电网谐波的危害及抑制技术实用版日期20XX年XX月版次1/1编制人XXXXXX审核XXXXXX批准XXXXXX电网谐波的危害及抑制技术实用版提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。
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随着电网容量迅速增长,电网运行电压也不断提高,国外输电设备电压已达1000kV我国从20世纪80年代开始进入大电网时期,输变设备电压已达500kV。
最近开始西北地区黄河上游水电深度开发,国家电力公司已批准建设第一条750kV输电线路。
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。
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:开关电源的示意图见图1。
它由五部分组成: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;①一次整流回路噪声:这是电容输入型线路,整流脉动电压要超过C1上的充电电压,电流才从电源输入,电流波形呈脉冲形(图2),对这种脉冲状电流波进行“傅立叶展开”后,可以看到:除了50Hz基波分量外,还有100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz等高次谐波,这些高次谐波电流全部返回到公用电网中,造成公用电网的波形偏离50Hz;②开关振荡回路:开关三极管T1一般以20kHz以上频率频繁通断,使电路产生高次谐波。
其次L1、L2线圈间有漏感,在T1工作时也会形成噪声;③二次整流回路噪声:首先,高次谐波流过L2-D5-L4-C2产生噪声。
电流突变过程中在L2、L4上的反电动势也会形成噪声;④控制回路噪声:在完成控制过程也会产生噪声。
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变压器空载合闸时,可以列出下列方程:i0R1+N1=•U1•sin(ωt+α)求解后得到:Φ1=-Φmcos(ωt+α)+Φmcosα(1)Φmcos(ωt+α)——磁通的稳态分量;Φmcosα——磁通的暂态分量。
如果合闸时,α=0(既在μ1=0的瞬间合闸)得到:Φ1=Φm-Φmcosωt(2)在合闸后半周期(t=)时,磁通达到最大值Φ1=Φ1max=2Φm,如图3。
铁心中磁通波形对时间轴不对称,考虑剩磁Φ0,则磁通波形再向上移Φ0,从而使对应磁化曲线工作点移向饱和区,因此在磁通变化时,会产生8~15倍额定电流的涌流,由于线圈电阻R1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:如果t=0时,CB触头刚分开,弧电压很低略去,因此电源电压u与电容电压相等,即u=uc。
t=t1时,电流为零,电弧熄灭,而电源电压仍然按正弦变化,经过半周到达正向最大。
但是,电容电压uc=-Um不再变化。
断路器CB触头间电压Uj=U-Uc=2Um。
当t=t2时,如果此时弧隙介质击穿,这一过程可以看为Um直流电源经电感L突然加到电压为-Um的电容上,因分布参数产生高频振荡,形成高频电流:ic=2•Um•ω0•C•cosω0t,(ω0=)电容器上电压为:μc=idt=Um-2Umcosω0t(3)因此,高频电流ic经时间第一次过零时,高频电流被切断,电容器上电压Uc=3Um最大值,如果此时电弧被熄灭,则Uc将保持3Um不变。
t=t3时,Uj=4Um,此时弧隙又出现击穿,则电容器电压可达到5Um值。
实际上,由于触头间距在开断过程中不断增加,因此介质强度不断增大,当介质恢复强度超过电压增加速度,重击穿现象中止,完成开断,所以电容上过电压倍数不会达到3倍(上面的讨论是假设弧隙重击穿发生在电流过零后10ms,因此恢复电压达到最大值)。
如图4,用普通断路器投切电容器c1时(c1处于20kV线路),产生1.8(p.u)过电压,导致谐振,谐振却又在c2处(c2处于6kV线路)产生高于4(p.u)的过电压。
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,调速装置内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。
为了分析,我们先看一下图5,它是典型的L、C并联电路。
图中xc=,xL=ωL,xc是线性参数,但是xL是非线性参数,其大小与铁芯饱和程度有关,如发生并联谐振,则产生较高的谐振过电压;(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。
大功率整流器广泛应用于冶金、化工等领域,大功率整流器——逆变器广泛应用于交流变频调速及交-直流电动机的调速等领域。
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。
这些高次谐波是通过三个途径窜入产生干扰的。
其一是通过电容耦合;其二是通过高次谐波电流产生的电磁感应;其三是直接由接地回路或电源线窜入的。
(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)无法正常工作,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(见表1)。