电力系统高次谐波分析.pdf

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1、第16卷第4期江西电力职业技术学院学报Vol.16，No.42003年12月JournalofJiangxiElectricVocationalandTechnicalCollegeDec.2003电力系统高次谐波分析杨胡萍（南昌大学电气及自动化学院，江西南昌330029）摘要：通过对电力系统高次谐波产生的原因及危害的研究分析，着重探讨电力系统抑制谐波的措施。关键词：高次谐波；分析；抑制措施中图分类号：TM732文献标识码：B文章编号：1008-686（22003）04-0019-（03）111

2、0前言11sin11"t+13sin13"t-17sin17"t-随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电1sin19"t+⋯）19设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。因此，研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重

3、要的实际意义。1谐波产生的原因图1三相六脉动整流装置原理接线图在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造可见交流侧电流含有谐波，谐波次数为（6K11）次，成的：1（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使各次谐波含有率为。n用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种2谐波对电力系统的危害非线性负荷的增加导致波形畸变。（2）设备设计思想的改变。过去倾向于采用在谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注额定情况以下工作或裕量较大的设计。现在为了竞入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全争，对电工设备

4、倾向于采用在临界情况下的设计。网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。现例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化将对具体设备的危害分析如下：曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激（1）交流发电机。同步电动机及感应电动机在磁材料波形严重畸变。定子绕组和转子绕组产生附加热损耗，热损耗除谐图1为三相六脉动整流装置原理接线图，此时波电流铜损2R以外，还由于电流的集肤效应，产n交流侧电流的傅里叶级数展开式为：生附加损耗，对转子引起热损耗增大。对大型汽轮2!311发电机来说，若发生多次谐波振荡

5、，谐波电流超过额ia=（dsin"t-sin5"t-sin7"t+!57定电流的25%时，由于上述原因可能会导致转子局收稿日期：2003-02-15作者简介：杨胡萍（1964—），女，江西南昌人，高级讲师.20江西电力职业技术学院学报第16卷部过热而损坏。对变压器来说，铁芯产生热损耗，尤其谐波电流、电压都趋于无穷大。为了摆脱这一谐振其是涡流损耗大，在变压器绕组中有谐波电流，在铁点，通常在电容器支路串接电抗器，其感抗值的选择芯中感应磁通，产生铁损。应使在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的（2）

6、架空线路谐波电流产生热损，较大的高次总电抗为感抗而不是容抗，从根本上消除了产生谐谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭，导致波的可能性。单相重合闸失败。电缆中的谐波电流会产生热损，（2）装设由电容、电感及电阻组成的单调谐滤使电缆介损、温升增大。波器和高通滤波器（3）电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘单调谐滤波器是针对某个特定次数的谐波而设介质损耗，加快电力电容器绝缘老化。系统谐波电计的滤波器，高通滤波器是为了吸收若干较高次谐压或电流发生谐振则引起过电压和过电流，对电气波的滤波器。应装设的滤波器

7、类型、组数及其调谐频设备绝缘损坏，引起噪音与振动。率（滤波次数）可由具体计算决定。（4）电子计算机会由于谐波干扰发生失真；工如电力机车是大功率单相整流装置，它有谐波业电子设备功能会因其被破坏。问题，根据实测资料，韶山-1型机车电流的谐波含（5）对继电保护、自动控制装置和计算机产生有率大致如表1，影响电力机车注入电力系统谐波干扰和造成误动作，造成电能计量的误差。电流的因素很多，如图3所示，接触网是影响因素之（6）谐波电流在高压架空线路上的流动除增加一，图中Zsn为电力系统的谐波阻抗，供电臂全长为线

8、损外，还将对相邻通讯线路产生干扰影响。L，臂上只有一辆电力机车，位于离变电所l处。3电力系统抑制谐波的措施为了把谐波对电力系统的干扰（污染）限制在系统可以接受的范围内，我国和国际上分别颁布了“电力系统谐波管理暂行规定”和IEC标准，明确了各种谐波源产生谐波的极限值。电力系统抑制谐波的主要措施有：（1）在补偿电容器回路中串联一组电抗器图3电力机车牵引系统简图表1韶山-1型机车电流的谐波含有率nHRI（n100%）1100320.1510.776.5（a）系统简化接线（b）等值电路93.8图2系统简