抑制谐波对电网干扰技术的探讨

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1、抑制谐波对电网干扰技术的探讨　　摘要：随着电力系统的发展以及电力市场的开放，电能质量问题越来越引起广泛关注。由于各种非线性负载（谐波源）应用普及，产生的谐波对电网的污染日益严重。因此，谐波及其抑制技术己成为国内外广泛关注的课题。在电力电网中，存在大量非线性负载，引起电网电流波形不再是正弦波。这一非正弦波可用傅里叶级数分解成为一个直流量，基波正弦量和一系列频率为基波频率整数倍的高次谐波正弦分量之和。各国对电力电网电压正弦波形畸变的极限值都有明确的规定，要求用户对接入电网的设备产生的谐波应采取一定措施，进

2、行抑制。　　关键词：电网谐波危害抑制技术　　在供电系统中，谐波是对周期性了非正弦电量进行傅立叶级数分解，除得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。　　一、谐波污染对电网的影响主要表现在：　　1.造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、线路和设备过热

3、灯，特别是三次谐波会产生非常大的中性线电流，使得配电变压器的零线电流甚至超过相线电流值，造成设备的不安全运行。谐波对电网的安全性、稳定性、可靠性的影响还表现在可能引起电网发生谐振、使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂等。　　2.引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电压互感器等设备损坏；造成变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗，引起电力变压器、电力电缆、电动机等设备发热，电容器损坏，并加速绝缘材料的老化；造成断路器电弧熄灭时间的延长，影响断路器的开断容器；造成电子元器件的继电保护或自动装置误动作；

4、影响电子仪表和通信系统的正常工作，降低通信质量；增大附加磁场的干扰等。　　针对该消弧线圈自身非线性磁特性抑制的谐波问题，利用数学拟合的方法，结合傅里叶分析演算推导正交消弧线圈的谐波叠加含量，来抑制谐波对电网干扰。提出反向谐波补偿原理，该方法能够补偿电网中所有电气设备在工作过程中产生的大量谐波；采用实时跟踪检测控制，使产生谐波的特殊信号反向叠加到控制侧，以抑制谐波的产生，从而大大降低工作侧电流的谐波水平；从理论分析和实际实验结果来证明了该方法是有效性和可行性。　　电网的谐波特别严重，使接入该电网的设备（

5、采煤机变频器、计算机等）无法正常工作，容易造成故障。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。　　电网中的谐波不有效的抑制，将会影响井下变压器正常工作、影响继电保护的可靠性、加速电容器补偿器的老化、增加馈出线路功耗、增加电机的损耗、影响或干扰测量控制仪器、通讯系统和人员定位系统工作。　　1、影响井下变压器正常工作　　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

6、流会使中性线发热。　　2、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。　　3、加速电容器补偿器的老化　　在我矿35kv变电所是电容器补偿器进行无功补偿，而在谐波的长期作用下，金属化膜电容器会加速老化。　　4、增加馈出线路功耗　　如果电网中含有高次谐波电流，那么，高次谐波电流会使馈出线路功耗增加。　　如果馈出线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大10～20倍，而感抗仅为其1/

7、3～1/2，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘老化击穿。　　5、增加电机的损耗　　国际上一般认为电动机在正常持续运行条件下，电网中负序电压不超过额定电压的2%，如果电网中谐波电压折算成等值基波负序电压大于这个数值，则附加功耗明显增加。　　6、影响或干扰测量控制仪器、通讯系统和人员定们系统工作　　例如，电网中产生3～10kHz高频噪声，会干扰人员定位系统和通信系统的正常工作。　　二、消弧线圈抑制谐波对电网干扰技术　　消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈。它接于变压器的中性点与大地之间，构成消弧线圈接地系统。正常

8、运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击、发生单相电弧性接地或电网中含有高次谐波电流时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互和消弧线圈的反向谐波叠加含量相抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地故障迅速消除而不致引起过电压和谐波振荡。从而保护所有用电设备。　　另外，中性点不接地系统单相接地的间歇性谐波是引起谐振过电压的主要原因。由于消弧线圈的补