配电网谐波调查与谐波网损计算

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注qgl用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：夕牲日期：幽。a关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：恣

2、缝导师签名：监日期：型!星竺旦!?p山东大学硕士学位论文第一章绪论§1．1课题来源及研究的目的和意义1．1．1课题来源随着电力系统规模的不断扩大以及系统中非线性负荷的不断增加，电力系统受到的“谐波污染"越来越严重。特别是，近年来电力电子技术的迅速发展以及我国经济社会的发展、人民生活水平的提高，使得大量的非线性用电设备接入低压配电网。谐波问题在电力系统尤其是低压配电系统中已日趋严重。谐波对电力系统的影响和危害同自然环境的污染一样，己成为了一种公害。同本国内的调查研究表明，电网中的谐波约有40％来自于商业、居民用电系统【11。谐波不仅会降低供配电和用电设备的效率、缩短电气设备的寿命、容易

3、引起各种故障，还会使得电网和用电设备之间存在着谐波畸变功率的交换。这不但会增加视在功率、降低电网的功率因数，而且还会增加电网的网损、导致电能的生产、传输和利用效率降低、增大供电部门的经济损失。因此，为了保证供电质量、提高系统运行的安全性和经济性，对低压配电网中的谐波源和谐波情况进行调查，并计算分析谐波对电网损耗和功率因数的影响，使有关人员认识到低压配电网的谐波情况及其产生的严重影响，以采取必要的技术和管理措施加以治理和限制，是今后一个时期电力系统中需要重点解决的课题。1．1．2研究目的和意义电能是一种经济实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能量形式，又是一种由电力部门向电力用户提供

4、，并由供、用电双方共同保证质量的特殊产品。如今电能作为走进市场的商品，与其他商品一样，无疑也应讲求质量。现在，电能质量问题主要分为稳态电能质量问题和暂态电能质量问题两大类。稳态电能质量问题包括频率偏移、电压偏移、谐波等以波形畸变为特征的扰动问题，其中以谐波问题为代表。电网谐波主要来自于三个方面：一是发电电源质量不高产生的谐波；二是输配电系统中产生的谐波；三是用电设备产生的谐波。随着电网的快速发展、负荷第1页山东大学硕士学位论文的急剧增加，越来越多的低压民用负荷、电弧放电性负荷、气体放电灯和其他非线性用电负荷投入使用，致使大量的高次谐波电流涌入各级电网，对电力系统造成了污染，影响到整个

5、电力系统的电气坏境，包括系统本身和用户。1．对电力设备的影响谐波对并联电容器组的影响最为显著。据统计，大约有70％的谐波故障发生在电容器组中。研究指出，矿物油浸绝缘的电容器在电压总畸变率为5％条件下运行二年，介损系数约提高一倍。在谐波作用下，电力电缆的损坏也显著增多。前苏联曾经对比了两条同时敷设在相似环境温度下的电缆，其中一条在基本正弦电压下运行，另一条电压总畸变率为6～8．5％。经2．5的年运行，后者的泄漏电流平均增iJll36％，比前者经3．5年运行还大43％。2．对电网损耗的影响谐波在电力系统和用户电气设备上要造成附加损耗。谐波功率本身可以说完全是损耗，从而增大了网损。研究指出

6、，若谐波电压和电流都控制在一般标准范围时，则可估出非线性用户注入电网的谐波功率和其用电负荷之比是在0．1％这个数量级，这和某些实测数据相符。但若谐波过大或发生谐振，则损耗将大大增加。若一个总负荷5000兆瓦的大电网，馈供各类非线性负荷共1000；1K,瓦，后者注入电网的谐波功率平均为O．2％，则总的谐波损耗平均为2兆瓦，年损失电量达1752万kWh。因此谐波对网损的影响不能忽视。3．谐振电力系统中广泛使用补偿功率因数的电容器，同时设备和线路存在分布电容，它们与系统的感性部分(例如线路、变压器的电抗)组合，在一定的频率下，可能存在串联或并联的谐振条件。当系统中该次频率的谐波足够大时，就

7、会造成危险的谐波过电压或过电流。通常把谐波源看成为恒定电流源。最常见的谐波谐振是在接有谐波源的母线上，因为母线上除谐波源外还有并联电容器、电缆、供电变压器及电动机等负载，而且这些设备处于经常变动中，容易构成谐振条件。4．对用电设备的影响(1)电视机。电压波形中含有较大谐波时可能会使电视机的图像畸变，画面及第2页山东大学硕士学位论文亮度发生变化，甚至使电视机图像“翻滚”。(2)照明灯。带镇流器的目光灯及水银灯，为了改善功率因数，往往装有电容器，它们与镇流器和