气体放电灯对电路的谐波污染_王连才
供电系统中谐波治理设备的应用浅述
、
二 、谐 波基 本知 识 器 为整个设备主电路 所在 ，可产生补偿 在 理 想 状 态 下 ，电 压 和 电流 波 形 为 电 流而 达 到 逆 变 器效 果 ，也 可 实 现 电网 正 弦波 ，可 是 因为 电力 系统 中具 备 许 多 直 流侧 的储 能 元 件充 电而 达 到 整 流 器 运 非线 性 阻 抗 特 点 的 供用 电装 置 ，从 而 使 行 目的 。此种 设 备 运 行 中 主要 结 合 了Ｐ Ｔ 实际电压和 电流波形和正弦波相偏离 ， 电压互感设备 、Ｃ Ｔ 电流互感设备技术优 此种 现 象 就 称 之 为 电压 和 电流 波 形 的 畸 势 ，将供 电系统电压信号 、非线性负载 变 ，一 般 利 用 谐 波 进行 表 示 。针 对 供 电 电流信号及时获取并分析处理 ，搜集谐 系统 的周 期 性 变 化 下 的 电压 和 电流 交 流 波 电流指令信号 、无功 电流信号 ，根据 量 完 成 傅 立 叶 级 数 分解 ，不 仅 可 以获 取 搜 集 的信 号分析结 果实现 主 电路 Ｐ ＷＭ 和 电 网基 波 频 率 一 致 的分 量 ，还 可 以 获 变 流 设 备 通 断 调控 ，并 输 出相 反 相 位 、 取许多超过电 网基波频率整倍 的分量 ， 相 同形 状 的 电 网谐 波 补 偿 电流 ，有 效 消 此部分 的分量就是谐波 。而谐波频率和 除 、控 制 谐 波 电 流 ，达 到 提 高 供 电 系 统 基波频率响应 比值 就是谐波次数 。电网 运 行质 量 的 目的。 中还 会 存 在 非 整数 倍 的谐 波 ，称 之 为 非 有 源 电 力 滤 波 设 备 的 使 用 在 传 统 谐 波 或 是 分 数 谐 波 。一 系列 拥 有 非 线 性 的无 源 滤 波 设备 基 础 上 有 了很 大 的 改 进 阻抗 特 点 或 是 非 正 弦 电流 特 点 的 电气 装 和 提 升 ，对 开关 频 率 范 围之 内的 谐 波 有 置 ，在 公 用 电 网 注入 相 关 谐 波 电流 或 是 更好 的滤除效果 ，具有强大的指定次数 在公用的 电网中形成谐波 电压 ，都被称 谐波滤除功能 ，谐波补偿更全面 、更灵 之 为 谐 波 源 。 另外 ，电力 系 统 存 在 的谐 活 ；对 不 固 定 幅值 、频 率 谐 波 有 快 速 响 波主要就是一种干扰量 ，其可以使电网 应 补 偿 效果 ，且 能够 在 阻 抗 、电 网 频 率 遭 受 污 染 ，从 而对 电 网相 关 用 户 造 成 一 影 响 下 保 持 良好 的 滤 波 功 能 ， 稳 定 性 定 影 响 与 干 扰 ，此 种 污 染 的危 害 性 相对 强 、实 时 性 强 ；此 种 设 备 的使 用 不会 出 比较大 ，同时不容 易察觉 ，会对电网造 现过载问题 ，即便有 电网系统 中存在很 成难 以预料 的后果 。 大 的谐 波 电 流 ，依 然 能 够 维 持 额 定 容 量 三 、供电系统谐波治理设备应用 正 常工作 ，适 用性 强 。 谐 波治 理设 备 的使 用有 助 于提 升 另外 ，电 网固有 设 备 的改 良也 有 连 接 电力 变 压器 绕 组 也 是 控 制 谐 波 产 生 的有 效 方 式 ，若 三 次 及 倍 数 次 谐 波 是 主 要 消 除 对 象 ，则 选 择 变 压 器 三 角 形 连 接 ；要 确保 发 电设 备 产 生 标 准 正 弦 波 型 电能 ，规 范基 础 设 备 性 能 以控 制 谐 波 产 生 ；若 消 除对 象 主 要 为 ５ 次 、７ ０ ： 谐波 ， 可 选 择 短距 绕 组 ；３ 次及 ３ 次 倍 数 次谐 波 电动 势 可 通 过 星形 连 接 消 除 减 弱 。 整 流 装 置 产 生 的 特征 谐 波 电流 次 数 与 脉 动 数 有关 ，脉动数直接关 系到产生谐波的次 数 ，而且两者成正比关系。功率若在数百 ｋ Ｖ Ａ 之 内 ，则 使用Ｐ ＷＭ 脉 宽调制 技术予 以 调 控 ，保 证 电网侧 电流最 小畸变 、维持 正 弦化传送 ，并将功率因数控制在１ 左右。 结语 电能质量的控制效果直接关系 电力 可持续发展及我国各行各业经济效益 ， 滤 除谐 波 是 保 证 电 能 质量 、提 高 用 电安
论谐波对电网的危害分析及治理
论谐波对电网的危害分析及治理1 ：烟台金邦冶金工程咨询有限公司，山东省烟台市264000 2：烟台德和冶金设计研究有限公司，山东省烟台市 264000摘要：随着科学技术的迅速发展，越来越多的新技术、新设备在电网建设和运行过程中得到日益广泛的应用，特别是非线性用电设备在电网中得到了更大范围的推广，并呈现出明显优势。
值得注意的是，此类设备大量投入运行使得电网中的谐波比例进一步增大，由此导致供电系统的干扰性增大，使电网的电压、电波流动出现一定程度的畸变，而这样的情况对于供电质量会造成比较严重的影响。
基于此，本文重点分析谐波对于电网的主要危害以及治理措施等相关内容。
关键词：谐波；电网；危害分析；治理措施在电网的运行过程中，极有可能因为谐波影响而出现不同程度的问题，使电压、电流等出现不同程度的畸变，而这样的情况对于电网和用电系统的安全稳定的运行都会造成十分严重的影响。
因此针对这类情况，需要着重探讨谐波对于电网的主要危害以及相对应的治理措施等内容，落实各项治理对策，以此确保电力系统和用电设备能够更加安全经济的运行。
1谐波对电网的主要危害在电网的运行过程中，不可避免的会出现一定程度的谐波，而这种谐波如果积累到一定程度，就会在很大程度上危害电网的运行质量以及电器设备等等。
具体来说，其危害的内容主要表现在以下几个方面：1.1谐波对电网运行的危害（1）谐波可能导致电力系统出现比较明显的电压谐振，由此使电路上出现谐振过电压，由此导致线路和设备绝缘被击穿而出现短路；（2）谐波导致系统继电保护和自动装置出现误动作的情况，对电力系统的安全运行会造成严重影响；（3）谐波量相对来说比较大就会导致系统中反应工频正弦量的多数监视、测量仪表产生一定程度的误差；（4）谐波对通信系统通话的清晰度会造成严重影响，更有甚者，会导致整个通信系统出现紊乱；（5）谐波对功率因数补偿效果会造成严重影响；（6）谐波如果比较严重，可能导致整个计算机系统陷于瘫痪失控[1]。
高强度气体放电灯镇流器的优缺点分析及改良应用
高强度气体放电灯镇流器的优、缺点分析及改良应用上海时代之光照明电器检测有限公司李妹、董金宝一、 前言随着照明电器方面新技术的发展，各种新的照明电器产品不断地涌现，照明用LED技术迅速进步更是给传统的照明电器的使用带来了挑战。
综合审视现有技术下的各种照明电器，可以看出，在很多照明场合，采用高强度气体放电灯与镇流器配合的方式仍具有广阔的应用前景。
但随产品标准的更新及各使用场合要求的提高，应分析此类产品的优、缺点，对现有技术和使用方式进行必要的改良，以使这类产品在保证符合新标准和使用功能要求的前提下，保持良好的性能/价格比。
二、高强度气体放电灯电子镇流器优、缺点及应用HID（高强度气体放电灯）电子镇流器，尤其是配合CDM（陶瓷管芯金卤灯）的35W---150W规格，基本采用高频（40 KHz—100KHz）或者低频（200Hz—400Hz）的方波。
1、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器明显的优点：⑴这一小功率段的电子镇流器与电感镇流器比，自身功耗小。
⑵无频闪，由于陶瓷管芯金卤灯的高光效（90—100lm/w）和高显色性（>80）,所以特别适用于运动场合和摄影、摄像场合的照明。
⑶大部分HID电子镇流器因为其输入电路都采用占空比可调式IC，这不仅解决了功率因数和谐波问题，而且可以调光。
但是普通的石英管芯金卤灯在功率调低时，由于电弧管内的压力下降，造成其光输出中UV 波段的成分明显增加并且极易发生UV成分的超标，所以一般不适宜调光。
⑷因为大多数高强度气体放电灯所需要的维持正常工作的电压都比较高，所以在100V—120V的电网中电感镇流器只能采用超前顶峰式（CWA），超前顶峰式电感镇流器的最明显缺点是自身的功耗特别大。
各种规格的HID（高强度气体放电灯）电子镇流器在此类场合代替超前顶峰式（CWA）有明显的节能优势。
2、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器缺点：⑴与传统的HID电感镇流器相比，野外抗雷电感应干扰(EMS)的能力差，在比较强的雷电过后，容易发生损坏。
因雷雨天气引发的液氧泵跳车抗谐波治理
图1 ABB选型手册截图2019.08.DQGY78形成直流母线，最后逆变成电机需要的工频电源。
该方案的技术可靠性有以下两点：一是整流模块采用的是二极管整流技术，该技术无论在国外，还是国内，都是相当成熟的技术，并且使用寿命相当长；二是逆变单元采用晶闸管逆变技术，该技术在国内已被完全掌握，而且晶闸管是半控型器图10 SIMOCODE微控制监控方案图11 双电源整流定频输出方案件，相对于IGBT来说，价格便宜，载流、过流能力都更强，并拥有更长使用寿命。
4 结束语在川气东送管道原设计中，由于压缩机辅助系统和变频器不具备抗电压扰动能力，在分析离心压缩机停机条件的基础之上，对压缩机辅助系统和变频调速系统的特性进行了研究分析，针对引起辅助系统和变频器跳车的原因，提出变频器失电跨越改造方案和三种辅助系统的抗电压扰动解决方案，并针对方案原理逐一解析，确定了方案的应用条件和优缺点，给离心压缩机的抗电压扰动改造工作提供了理论支撑和试验支持。
该系统方案在实际运行中取得成功，并在川气东送管道现场实现全线推广，提高了离心压缩机系统运行的稳定性，保障了川气东送管道的安全生产。
参考文献：[1] 李夙. 异步电动机直接转矩控制[M] . 北京:机械工业出版社, 1994.[2] 褚菲, 王福利, 王小刚. 大型离心压缩机性能预测的混合建模方法研究[J].仪器仪表学报, 2011(12) .[3] M Depenbrock. Direct self-control (DSC) of inverter fed induction machine . IEEE Trans. On Power Electronics, 1988, 3(5) : 420～429.[4] 赵建中. 350MW机组压缩机变频器电源瞬停时维持连续运行的方法[J]. 中国电力, 2010, 43(3): 51-54.[5] 卓麟, 孙勇. 天然气长输管道压缩机不间断运行的策略选择[C]. 2016西门子工业专家会议论文集,2016(2): 719-730.[6] 王晓宇, 张涛, 刘树, 等. 火电厂辅机变频器低电压穿越电源[J]. 电力自动化设备, 2015, 35(5): 152-159.能提供较稳定的电压，避免顺时的尖波电压，进而保护开关及变频设备，主要通过三角形联结输入，变压转换后再通过星形联结，即为Dyn11接法，现国际上多数国家的三相配电变压器均采用Dyn11结线（即原表示法的△/Y0—11结线）；具有：①降低谐波电流，改善供电正弦波质量；②零序阻抗小，提高单相短路电流，有利于切除单相接地故障；③三相不平衡负荷情况下能充分利用变压器容量，同时降低变压器损耗等优点。
如何消除三次谐波带来的隐患
电压电流
电压电流
前面我们从电流波形的角度解释了单相整流电路必然导致零线电
无ＮＢＦ的电流
有ＮＢＦ的
电流
电压没有NBF
有NBF
14米长零线
44米长零线
72米长零线NBF 前端的负荷
负荷全部为计
算机和节能灯
需要指出的是，NBF 还具有明显的节电效应，这是通过测量得出的结论。
首先，我们需要明确一个概念，所谓节电，只是节省本来浪费掉的那部分电
能。
而真正用来作功的电能就不能节省。
因此，NBF 的节电效果与系统的状态有关。
也就是，原来的系统浪费电能越
多，则节电的效果越明显。
浅析电力系统谐波的危害及治理
文章编号 ： １ ６ ７ １ ． ５ ５ ８ ６（ ２ ０ １ ５ ）０ ８ ． ０ １ ２ ６ － ０ １
小 电容器对谐波 的放大并保证 电容器组 的安全运行 。 ２ ． １ ＿ ３ 提 高设备抗谐波 干扰能力 。改进设备 性能 ，使 其在 谐波环境中能够 正常工作 ，当然这是有一定 限度 的，谐波较大 时设备仍将受到严重影 响。 ２ ． １ ． ４ 改善谐波保护 性。对谐波敏 感设备采 用灵敏 的谐波 保护装 置，这能够保证在谐波超 标的情况下 ， 设备不至于损坏 ， 但不能保障设备 的正 常工 作。 ２ ． ２主动治理 ２ ． ２ ． １ 增加 变流装置 的相数或脉 冲数 。改造 变流装置 或利 用相互 间有 一定移相 角的换流变压器 ， 可 以有效减 小谐波 含量 ， 其 中包括 多脉冲 和准 多脉整流技术 ，但是装置 复杂 。 ２ ． ２ ． ２ 改变谐波 的配置或工作 方式 。具有 谐波互 补性的装 置应集 中，否则应适 当分散或交替使用 ，适 当限制会大量产生 谐 波 的工 作 方 式 。 ２ ． ２ ． ３ 采用多 重化技术 。将 多个变流器 联合起 来使用 ，用 多重化 技术将多个方波叠加 ，以消 除频 率较低的谐波 ，得 到接 近 正弦波的阶梯波 ，但装置复 杂，成本高 。 ２ ． ２ ． ４ 谐波 叠加注入 。利 用三次倍 数的谐波 和外部 的三次 倍 数的谐波源 ，把谐波 电流加 到产生的矩阵波形上 ，可 用于降 低 给 定 的 运 行 点 处 的某 些 谐 波 。 缺 点 是 必 须 保 证 使 三 次 倍 数 的 谐波与系统 同步 ，且 谐波 发生器的功率消耗常 常高达整流器直 流功率 的 １ ０ ％。 ２ ． ２ ５ 采 用脉宽调制 技术 。采 用脉宽调 制技术 ，使变 流器 产生的谐波频 率较 高、幅值较小 ，波形接近 正弦波 ，但 只适用 于 自关 断器件 构成的变流器 。 ２ ． ２ ． ６设计或采用高功 率因数的变流器 。 ２ ． ３被动治理 ２ ． ３ ． １采 用无源滤波器 Ｐ Ｆ 。在 谐波源附近或公用 电网接 点 装 设单调谐及高通滤波器 ，可 以吸收谐波 电流 ，同时还 可 以进 行 无功功率补偿 ，进行维护 也简 单。它是 目前使用最为广 泛的 谐 波治理措施 ，它利用 电感 、电容元件的谐振特性 ，在 阻抗分 流回路 中形成低 阻抗之路 ，从而减小流 向电网的谐 波 电流 ，成 本低、技术成熟 ，还可补偿 无功功率 。 ２ ． ３ ． ２ 采用 有源滤波器 ＡＰ Ｆ 。在谐波源 附近和 公用 电网接 点装 设并 联 型或 串联 型 ＡＰ Ｆ ，可 以有 效地 起 到补偿 或 隔离 谐 波 的作用 ， 并联 型还 可以进行无功功率补偿 ， 但装置 造价较高 。 ２ ． ３ ． ３ 采 用 混 合 型有 源 ＨＡ Ｐ Ｆ 。 ３结束语 谐波 对我单位 电力设备造成 了很大的影响 。因此 ，无论是 从保 障电力系统的安全 、稳 定、经济运行 的角度 ，还 是从用户 用电设备的安全 、正常工作 的角度，有效地治理谐 波，将其限 制在允许范围之 内，还 电网一个洁净 的电气环境 ，营造 “ 绿色 电网 ” ，已刻不容缓 。 参考文献
一种气体放电灯的多功能保护电路设计 -修改
通过一个电流互感器采集电子镇流器的各种保护信号作者章建军指导教师刘小刚（北方工业大学电气与控制工程学院电气工程系北京 100041）摘要：电子镇流器在实际使用中，由于接线错误，误操作，或者灯管老化、损坏等一系列问题，可能引起镇流器或系统的设备损坏，甚至出现点击，着火，影响财产的损失和人身的安全。
如灯管爆裂，镇流器损坏，必须采取有效的保护措施来避免。
本文先简单介绍了镇流器使用过程中容易出现的一些问题，并且分析其原理，以及行业标准对应的要求。
根据此要求，提出了通过一个主要器件电流互感器就实现了各种保护信号的采集、判别，同时设计和仿真了一个适用范围广，简单有效的克服这些后果的电路模型，具有简易、成本低的优点，并且通过具体实验，验证了可行性和可靠性。
关键词：电子镇流器；气体放电灯（荧光灯，HPS，HID）；保护0 引言当今，由于绿色照明和节能的要求，大量气体放电灯如荧光灯，HPS，HID灯被广泛的应用。
它们具有可光输出高、寿命长、光衰小、可选择性光谱等优点，广泛应用照明、工业消毒、医疗美容、植物栽培等各个领域。
这些灯管通常需要一个附加的电源作为中间能量转换部件，这就是电子镇流器。
在实际使用过程中，由于操作不规范，灯管老化或者已损坏，或者镇流器与灯管不匹配，那么上电后，假如镇流器不能提供实时的保护，就有可能烧毁灯管、镇流器，乃至影响到整个系统，甚至引起火灾，危害生命。
无论是荧光灯，MH， PS等低高压放电灯，各种灯的标准和镇流器标准都有相关规范和要求，例如荧光灯的GB 19510.4-2009 ，ICE61347-2-3，UL936等都做出了明确的要求。
1.常见使用问题说明1.1 灯丝开路具体现象为灯管灯丝可以已经断了，或者未正确接灯管，或使用过程中，灯头掉了，结果都一样。
1.2 点不亮灯由于灯管漏气，或预热不够，造成灯管点不亮。
1.3 灯灭保护由于灯管老化，或使用过程中出现灯管破碎，或连线松动，灯管熄灭。
低压照明系统中三次谐波的危害及治理 杨光武
低压照明系统中三次谐波的危害及治理杨光武三次谐波主要产生于单相整流电路，现在社会中，随着楼宇建设的数字化、智能化，计算机、变频空调、LED电源、升降电梯等设备大规模配备，为智能楼宇引入了新的电能质量问题-谐波，其中影响最大的就是三次谐波，大量的非线性负荷导致电压、电流谐波严重畸变、功率因数低、零线电流过大等。
为避免发生不可挽回的损失，三次谐波的危害应引起我们的高度重视。
一、现象某专变供电的商场，用电时变压器噪音明显增加，温度较高并伴有不正常的嗡嗡声，经测量负荷还不到变压器三分之二容量，供电开关经常出现跳闸，可最大相负荷也只有开关容量的一半多点，检查三相电压平衡，三相电流也基本平衡，但零线电流较大，以下是几次的测量数据：若电压频率是50Hz，将失真的电流波经傅立叶级数分解后，可将其电流组成分解为除了基频（50Hz）外，倍频（100Hz， 150Hz，…。
）成份的组合，其倍频的成份就称为谐波。
对于交流电而言，相位相差360°意味它们是同相位的，不仅三次谐波具有这样的特性，只要是基波频率3倍频率的谐波都具有这样的特性。
因此，３次谐波电流在零线上是算数叠加。
其中以三次谐波的分量较大，6、9次以及更高的3倍频谐波很小，甚至没有，因此可不予考虑。
非线性单相负荷主要有：1、荧光灯、节能灯及其镇流器；市场调查表明，目前国内市场绝大多数的荧光灯电子镇流器三次谐波电流含量高达８０％～９０％；2、电弧焊接设备（电弧的非线性类负荷）；3、计算机开关型电源及显示器（大型显示屏幕）；4、彩色电视机及监视器；如证券公司、体育场馆、商业中心和新闻中心的电视墙的显示幕墙。
普通型彩色电视机ＴＨＤＩ可达１２７％，三次谐波电流含量高达９０％；5、晶闸管调压电源（如加热器、调光器、电化学电源等）；6、整流电源（如电器的工作电源、充电器、直流传动及电化学电源等）；7、开关型稳压电源及ＵＰＳ；8、变频器：（1）、变频的家用电器，如空调、洗衣机、风机、泵、微波炉；（2）、工业及建筑用的调速电动机；（3）、中频电源。
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气体放电灯对电路的谐波污染王连才 李小宁 秦克敬 王长太(郑州工业大学 450002)(河南省建筑设计院)摘 要:气体放电灯是电流控制的非线性电路元件(如图1)。
它工作在弧光放电区,是下降的伏安特性。
必然产生弛张振荡,是一个谐波源。
在电路各谐波采集点采集谐波样本,用记忆示波器记录波形,用谐波分析仪分析样本,其THD u 、T HD i 、HR 等都严重超标。
可见若大量采用气体放电灯而不采取必要措施,就会给电路带来谐波污染,影响公用电网的供电质量。
本研究采集的谐波样本,可用于谐波污染的在线检测和适时控制关键词:气体放电灯 谐波污染1 前 言气体放电灯的电光效率高、寿命长,通常是白炽灯的4～6倍,这些优点使气体放电灯从本世纪40年代以来,得到迅速发展,出现了很多品种,以适应各种不同的照明需要。
如高强度的气体放电灯是白炽灯不能比拟的。
正如一切事物都存在两面性一样,气体放电灯在发展中也存在一些需要克服的问题。
仅就电路来说,谐波污染将是一个制约气体放电灯应用的因素。
随着气体放电灯的大量采用,带来的谐波污染,已引起了电力系统有关方面的关注。
气体放电灯电路本身存在产生谐波和谐波放大的条件:图1 气体放电灯的伏安特性1.1 气体放电灯工作在弧光放电区,具有下降的伏安特性(如图1),即通常说的负阻特性,其本身就存在产生谐波的条件,使弧光放电的电压出现弛张振荡。
如样本①及谐波分析(③)。
1.2 为了使工作负阻区的电弧稳定,若采用铁芯电感镇流器,这又引入了谐波(如谐波分析②)若使用普通电子镇流器,谐波也较复杂。
1.3 为了提高电路的功率因数,采用铁芯电感镇流器时,并联电容器,虽然电路功率因数提高了,但是谐波被放大了。
如样本④及谐波分析⑥。
1.4 三相电力系统的各种不对称使非线性负载谐波愈加复杂。
已经影响到电网的供电质21第9卷第4期气体放电灯对电路的谐波污染 本文是河南省自然科学基金资助项目量。
其谐波总畸变率(TH D u 、TH D i )和谐波电压含有率(H R )都超过国家标准:G B /14549-93。
谐波给电力系统带来的危害主要是:①产生附加损耗,增加设备的温升;②产生局部放电,增加潜供电流;③产生机械振动和噪声;④引起谐波的放大和谐振;⑤使继电保护和自动装置产生误动作;⑥引起电能计量的误差;⑦对通讯系统产生干扰等。
有关这些方面的研究已有专著,本文不再赘述。
本文对气体放电灯电路各谐波采集点用7201-A 型记忆示波器采集谐波波形样本。
用GXF-980C 电力谐波分析仪,分析对比样本谐波成份,客观、真实的实测波形展示,以提出谐波污染的严重性。
由于气体放电灯的大量采用,(若不配用高性能镇流器)它的谐波污染,必将危害到公用电网的供电质量。
因此,本文的研究说明:虽然气体放电灯有前述的诸多优点,就目前所配套的镇流器技术水平,在一个大的区域里,照明全部采用气体放电灯不适宜。
因为部分的忧化,还不是供电系统的优化。
此外,电弧焊接、电弧炉等气体放电的电器设备,他们的谐波分析,也与本文谐波分析相关,都会成为公用电网的谐波源。
2 气体放电灯电路的谐波样本采集点及说明气体放电灯是电流控制的非线性器件,所以采集电流样本。
为了叙述简捷,我们在电路图上,用数字标出谐波采集点(如图2和图3),给气体放电灯供电的电源是交流220V 、50H z 工频电源(如谐波分析①)。
图2 气体放电灯的工作电路图3 三相四线制供电线路图样本采集点及样本编号说明:灯电流的波形为样本②在三相供电系统中分别以i A 2、i B 2、i C 2、表示A 、B 、C 三相中的灯电流。
补偿电容的电流波形为样本③在三相供电系统中分别以i A 3、iB 3、iC 3表示A 、B 、C 三相中的电容电流。
补偿后的相电流为样本④在三相供电系统中分别以i A 4、i B 4、i C 4表示A 、B 、C 三相中的相电流。
所以i A 4=i A 2+i A 3样本④等于样本②和样本③的矢量和。
样本⑤是A 相和B 相的中线电流,即i 0=i A 4+i B 4。
由于是完全相同的负载,其有效值应等于i A 4或i B 4。
但因为A 、B 、C 的相位差异,所以样本④与样本⑤仍有细微差异。
22照明工程学报1998年12月3 气体放电灯电路的谐波样本样本①灯管电压样本②灯管电流i2样本③电容器电流i3样本④补偿后的相电流i 4即i 4=i 2+i3样本⑤i 0=i A 4+i B4样本⑥i A 4+i B4+i C2样本⑦i 0=i A 4+i B2样本⑨i 0=i A 4+i B 4+i C 4样本⑧为无电容补偿的三个相同负载的中线电流即i 0=i A 2+i B 2+i C 2,是三次谐波它们的基波成分已在三相对称平衡中加和为零。
23第9卷第4期照明工程学报样本⑧i 0=i A 2+i B 2+i C2样本10i 0=i A 4+i B 4+i C2样本1i 0=i A 4+i B 2+i C3样本12i 0=i A 4+i B 3+i C 2样本⑨为有电容补偿的三个相同负载的中线电流即i 0=i A 4+i B 4+i C 4,对比样⑧和⑨可知:电容补偿将谐波放大,由谐波分析④、⑤、⑥的数据进一步验证谐波被放大。
样本11是理论推导最大的中线电流即i 0=i A 4+i B 2+i C 3(686/347=1.98)是满载相电流的2倍,当然这是一种人为设计的最大中线电流,理论推导和实验一致,是一种运行中的极限情况,实际运行中很难遇到,概率极低。
4 气体放电灯电路的谐波分析本文采用7201-A 型记忆示波器,对上述谐波采集点,采集谐波样本。
对谐波的分析,用GXF-980C 电力谐波分析仪,将采集的样本输入,得到各次谐波的含量U H 、I H 和总谐波畸变率TH D u 、TH D i 。
①使用工频电源的频谱图及数学表达式u =2[220.4sin ωt+2.68si n (3ωt+76)+2.17sin(5ωt+138)+……](V)24照明工程学报1998年12月 ②使用镇流器的电压频谱图及数学表达式u L =2[165.4sin(ωt+22)+33.6sin(3ωt+23)+15sin(5ωt -100)+……](V) ③灯管电压的频谱图数学表达式(样本①)u lp =2[93.7sin(ωt -45)+32.3sin(3ωt -162)+17.2sin(5ωt+86)+……](V) ④灯管电流的频谱图及数学表达式(样本②)i 2=2[347sin ωt+54sin(3ωt+145)+……](m A) 用GXF-980C 电力谐波分析仪分析谐波。
从谐波图④、⑤、⑥可见,并联电容虽然使功率因数提高,但谐波被放大。
本研究采集的基准样本,可以存入计算机中,对气体放电给电力系统带来的谐波污染,实施在线检测和适时控制。
本文对各样本实测其电流有效值,以满载相电流样本④为基准值,列表如下:样本序号23456789101112标么值10.730.550.850.880.880.380.380.881.981.3025第9卷第4期照明工程学报 ⑤电容支路电流频谱图及数学表达式(样本③)i3=2[286sin(ωt+146)+37si n(ωt-162)+27sin(5ωt-169)+……](m A) ⑥有电容补偿的相电流及数学表达式(样本④)i4=2[214sin(ωt+166)+39sin(3ωt+185)+44sin(5ωt+113)+……](m A) 测算它们的谐波含有率(H R)和谐波总畸变率(TH D)都超过国家技术监督局1993-07-31批准的中华人民共和国国家标准:G B/T14549-93《电能质量公用电网谐波》。
5 结 论(1)气体放电灯由于电光效率高,寿命长,显色范围宽,是第二代电光源,其发展前景广阔,而且一些高强度的气体放电灯是白炽灯无法比拟的。
(2)对气体放电灯电路的谐波样本的采集和谐波波形分析说明、气体放电灯谐波污染是客观存在,大量采用气体放电光源存在电力系统谐波污染的必然性。
(3)由于气体放电灯的非线性和工作在弧光放电区的负阻效应,随着大量采用气体放电光源,谐波污染会更严重,应引起电力部门的重视。
这种新的社会需要,必然推动新的科技发展。
(4)这些谐波样本的采集,为治理谐波污染提供了新的基础和适时治理办法,对电弧焊接和电弧炉的谐波治理有相关性和可比性。
(5)对感性负载,并联电容器可以提高线路的功率因数,但带来了谐波放大,致使谐波污染更为严重。
应该走出误区。
26照明工程学报1998年12月参 考 文 献[1] W .爱伦巴斯.方道腴等译,《光源》,轻工业出版社,1981年[2] 狄苏尔. A.葛守仁,林争辉等译《电路基本理论》人民教育出版社,1980[3] J . F.威谋斯.陈林堂等译《放电灯》轻工出版社,1983[4] 王连才等.《大量采用气体放电灯使中线电流超大的理论分析》,(LS :7)论文集,1995[5] John W iley &S onsled .A rrillag a Pow e r Sy ste m H ar m on ics .1985[6] 周勇.《电网谐波分析》,1995The Study of t he H ar m on ic Pollution in C ircu itby U sing Gas D ischarge La m psW ang L ancai L i X i aoning Q i n K e ji ng W ang x i n ta i(Zheng Zhou U n ive rsity o f T echon loge)AbstractT he discharge la m p suply ed by pow e r sy ste m are non-linear ele m en t o f cu rren t con tro l .It w o rks in the sco pe o f arc discharge ,w ith a rprope rty o f de scent V o lt and Am p rer,thu s appea rance o f o scilla ti n g w av e shape ,strong o r w eak a lternative ly .It is a sou rce o f h ar m on-ic .In th is artic le ,the h ar m on ic w ave sa m p les have been co llected a t a ll spo ts by u se o fM o-m o ry O scillo m rte r and ana ly ze red by u se o f H ar m on ic W ave M e ter .T he TH Du,TH D i andthe H R all ex ceed the state standard se t .So the m o re discharg e la m ps u sed,the m o re har-m o nic po ll u tion p roduced .It has a lready g iv en an adv erse i m pac t to the qua lity o f pow e r sup-p ly i n public ne t w o rk.T he H ar m on ic sam p les w ill be used fo r on -li n e m easu re m en t and real -ti m e con tro l o f ha r m o nic po llu tion .K eyW ords :d ischa rg e la m ps h ar m onic po llu ti o n sa m p les 27第9卷第4期照明工程学报。