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电网中高次谐波的危害及抑制措施

时间:2016-10-21 12:37来源:未知 作者:y930712 点击:
电力电子技术的应用推动了近代电力系统的发展,但同时也给电力系统带来了严重的谐波污染问题。高次谐波已成为电力系统的一大公害,必须采取有效的措施来加以抑制。本文介绍了

电力电子技术的应用推动了近代电力系统的发展,但同时也给电力系统带来了严重的谐波污染问题。高次谐波已成为电力系统的一大“公害”,必须采取有效的措施来加以抑制。本文介绍了电网中谐波污染的原因及对系统设备造成的危害,并探讨了其有效的抑制方法。
关键词:
  高次谐波; 电网; 谐波抑制
引言
  随着电力电子器件及微电子技术的迅速发展,大量的非线性用电设备广泛应用于冶金、钢铁、能源、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧钢机械和高频设备等接入电力网,是电网的谐波污染状况日益严重,降低了系统的电能质量。

1. 谐波产生的原因
  电力网中的谐波有多种来源 ,在电力的生产,传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
  在其它几个环节中,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,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,此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
  接入低压电力系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。稳定的谐波电流是指由这种谐波的幅度不随时间变化,如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波,这类设备对电网来说表现为恒定的负载。由激光打印机、复印机、微波炉等产生的各次谐波的幅值随时间变化,称之为波动的谐波,这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。
  随着电力电子设备使用的不断增加,同时这些设备产生的谐波又具有较大的振幅,所以目前它们是供电系统中的主要谐波源。
2. 谐波的危害
  大量谐波电流流入电网后,由电网阻抗产生谐波压降,叠加在电网基波上,引起电网的电压畸变,致使电能质量变差。当注入公用电网的谐波超过一定值时,会对电网自身及用电设备的正常运行造成损害:在某些时段会使注入到电网的谐波电流对公用电网造成的谐波问题特别突出,这不但使接入该电网的设备无法正常工作,甚至造成故障,而且还会使供电系统中性线承受的电流超载,影响供电系统的电力输送。因此谐波问题得到各有关方面的高度重视。 (责任编辑:admin)

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