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关于电力网谐波若干问题的研究
双击自动滚屏 发布者:admin 时间:2011-9-14 11:42:27 阅读:284次 【字体:

关于电力网谐波若干问题的研究

一、引言
  随着工业、农业和人民生活水平的不断提高,电能需求成倍增长,对供电质量及供电可靠性的要求也越来越高。同时随着我国冶金、化学工业及铁路交通运输事业的发展,电力系统中的谐波问题也日趋严重。电网谐波使得电压、电流的波形发生了畸变,使电力系统的发、供、用电设备出现许多异常现象和故障,产生了严重的危害和影响。对其进行有效的抑制,已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一。
  
  二、谐波的产生
  理想的干净供电系统向用户提供的是一个恒定工频的正弦波形电压,在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里.流过的电流与施加的电压成正比.流过的电流是正弦波。在实际的供电系统中,由于具有非线形阻抗特性的用电设备(即非线性负荷)的存在,当流过的电流与施加的电压不呈线性关系时.就形成非正弦电流。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上基频整数倍的一系列分量,该分量统称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。例如:基频为50Hz.二次谐波为100Hz,三次谐波则为150Hz。应该注意,电力系统所指的谐波是稳态的工频整数倍数的波形,电网暂态变化诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不属谐波范畴。
  
  三、谐波的危害
  (一)由谐波电流和电机旋转磁场相互作用产生的脉动转矩可造成电机震动,当电机的机械系统的自然频率在受到上述转矩的激发而可能引起共振时,则会损坏电机设备,危及人身安全。
  (二)无功补偿电容与电力系统中的电感构成了局部电感、电容回路,它们的组合有时会对某次谐波电流起到放大作用,加剧了谐波危害。当它们构成的局部谐波回路的频率与系统中存在的某次谐波频率相近时,就会造成危险的过电流和过电压。
  (三)对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作。因保护和控制设备的工作电压和电流通常都是按照工业频率和正弦波形设计的,谐波使正常工作条件受到干扰,严重时将造成误动或拒动,而引起和扩大事故。
  (四)影响测量仪表的精度,造成电能计量误差。干扰通信线路的正常工作。
  
  四、谐波抑制和检测
  (一)提高谐波源负荷的供电电压
  当本级电网容纳不下谐波源负荷的谐波电流,造成电网谐波超出标准允许值时,可考虑改由高一级电网供电,把谐波源负荷接入容量较大的电网,可以容纳较大的谐波电流。例如,一些用户的整流装置经数千米馈线(10kV)供电,且供电母线的短路容量较小,所以由整流装置产生的谐波干扰很大,常使用户附近的用电设备无法正常工作,此时采用高一级电压(35kV)的电网给谐波源负荷供电,就能避免这些问题。

  (二)避免并联电容器组对谐波的放大
  并联电容器在一定条件下会产生谐波放大,所以应根据设备情况将并联电容器组的串联电抗器进行适当调整。例如,当仅需要限制合闸涌流时,宜选用电抗率为0.1%-1%的电抗器;为抑制5次及以 谐波电压放大时,宜选用电抗率为4.5%-6%的电抗器;为抑制3次及以上谐波电压放大时,宜选用电抗率为12%-13%的电抗器。
  (三)就地加装谐波补偿装置
  1.在谐波源处装设无源调谐滤波装置,吸收谐波电流,有效地减少谐波量。
  2.加装有源滤波装置,采用补偿原理,向电网注入与谐波电流相位相反、幅值相同的电流来抵消电网中的谐波,从而达到抑制谐波的目的。
  3.加装静止无功补偿装置(SVC),对系统、负荷无功功率进行快速动态补偿,改善功率因素,抑制不平衡电流产生,并滤除谐波源发出的谐波。

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