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谐波对于电网的危害非常大

1.由于电网主要是按基波设计的。由于lc元件的存在,虽然在基波时不会发生谐振,但在某个特定谐波时却可能引起谐振,可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍,电网谐振引起设备过电压,产生谐波过流,对设备造成危害。特别是对电容器和与之串联的电抗器。其中,特别要注意的是,由于电容器是容性负载,能与电网上感性设备(其它设备主要是感性设备)配合,构成共振条件,又由于其大小与谐波频率成反比,因此,电容更容易吸收谐波共振电流,引起电容过载,造成电容损坏,或者熔丝熔断。

2.使电网中的电气设备产生额外的损耗(谐波功率),降低了设备的效率,同时谐波会影响设备的正常工作,例如变压器局部严重过热,电容器、电缆等设备过热,电机产生机械振动等故障,绝缘部分老化、变质,严重时候甚至设备损坏

3.导致继电保护和自动装置误动或拒动,造成不必要的损失,谐波会使电气测量仪表测量不准确,造成计量误差

另外,谐波还会产生对设备附近的通信系统产生干扰等其他危害。

谐波来源

1、中频炉、电弧炉等设备是该地区谐波的主要来源

中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已经非常普及。电弧炉是利用电极物料间产生的电弧熔炼金属,因此,它的电流波形很不规则,含有多种谐波(2次到7次)以及间谐波,这是谐波的一个重要来源。而中频炉是工频电流整流后再变为中频,再利用电磁感应来熔炼金属,因此产生大量的高次谐波,其中以5次、7次、11次等奇次谐波为主。

2、用户变压器群是该地区谐波的重要来源

一般情况下,三相变压器由于铁芯为“日”形状,中相比边相要短一半,因此,三个磁路的不对称引起变压器励磁电流中含有谐波分量。所以当对空载三相变压器加电压激励时,即使受电侧没有零序电流通路(中性点不接地或三角形接线),励磁电流中也会有谐波分量。虽然在实际运行时,这个谐波分量很小,但由于变压器绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定时,则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加,形成了电网中谐波的又一重要来源。例如,在绝大多数配变中,都是y,yn接线,变压器的中间的铁柱对应的线圈即中相接的都是b相,这样的统一接法,就为

3、

5、7等次谐波提供了一个分别互相叠加的条件

3、谐波的其他来源

事实上,谐波还有其他的来源,各类生产用电如电镀、电泵等,生活用电中如电视机、电脑、荧光灯等采用开关电源或其他电力电子技术的装置,单独来看,所产生的谐波非常微小,但是由于其数量的极其庞大,也是不可忽视的一部分。

消除谐波的方法∶

从源头上消除谐波-不采用有谐波的装置或负载,如采用矩阵变频器、12相以上整流装置,都可以大大减少或消除谐波。

被动消除谐波-抑制谐波的方法主要有两种。一种是减小的方法,即采用无源滤波器,它是利用l-c谐振特性,形成对某一频率的低阻抗特性,从而减小流向电网的谐波电流;二是让补偿装置提供反相的谐波电流,以抵消变流器所产生的谐波电流,即有源滤波器。

供电系统中的谐波

在供电系统中谐波电流的出现已经有许多年了。过去,谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装置所用的,由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。近年来,产生谐波的设备类型及数量均已剧增,并将继续增长。所以,我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响,以及如何将不良影响减少到最小。

1谐波的产生

在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。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。


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