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1、电力系统中高次谐波的危害与控制?34?江西能源2006(3)开发应用电力系统中高次谐波的危害与控制陈允清(皖北煤电集团前岭煤矿安徽淮北2350013)摘要:本文简要介绍电力系统中高次谐波的危害,以及选择的防治,抑制谐波干扰的措施.关键词:谐波危害;防控措施中图分类号:TM76文献标识码:B文章编号:1005—7676(2oo6)O1—0034-02:Theharmofthellidegreeharmonicwaveinpowersystemwasintroducedandtheselectionofpreventionandth
2、einea—sureofcontrollingtheharmonicinterferencewereputforward.Keywords:harm0fharmonicwave.preventionnle,aSUl~随着企业的不断发展和控制技术的伴随提高,大功率整流设备,变频技术与电弧炉等电源变换装置得到了普及应用,使得高次谐波的来源越来越多,并注入电网之中,产生的危害也越来越大.它能导致电网电压正弦波形畸变,电压质量下降.谐波形成的电磁干扰,也严重影响周围控制系统,导致失灵,甚至达到瘫痪的程度.l高次谐波的危害电网中高次谐波,
3、将消耗电力系统中的无功功率,并导致电网电压下降,波动和畸变,大大增加了输电线路的损耗,影响电力系统中的继电保护和自动控制装置的可靠运行.谐波对电机,变压器等电器设施的危害主要表现如下几方面:①谐波增加变压器的铜损,铁损和漏磁,形成了额外温升,还要考虑降容问题;②谐波能使电机的主磁通呈脉动性,将产生高频噪音,振动和转速的周期变动,并容易发生与机座共振现象,破坏机械设备本体,为此对电机的绝缘等级也提出了较高的要求;③谐波对并联电容器也有较大的影响,其容抗随着谐波频率的增大而减小,产生过电流,加速绝缘老化的进程,增加了绝缘击穿的故障机
4、率;④谐波流过电力电缆时,它所产生的集肤效应加重,导致电缆过热;⑤高次谐波电流可使断路器,接触器和热继电器等元件异常过热和无动作.谐波对电力系统以外的影响主要是通讯设备干扰,表现形式为电磁干扰.对于谐波的限值标准,各国也有差异.就谐波的次数而言,低次一般取2,最高次取19,25,40,50不等,有些国家还不作限制.如西德只取5,7,11,13次作为限值的次数.美国在指标上则根据电压等级和系统分别规定了电压畸变值,英国则规定三级限制标准.自今为止,还没有国际公认的推荐标准.我国在国家标准中也规定了谐波的限值.2按谐波产生的主被动型
5、选择防治与控制方式谐波的防治和消除措施就形态分主动型和被动型.所谓主动型就是从装置的本身出发,在设计时尽量使谐波较少或不产生谐波.而在现实的应用过程中,多数都是被动型.2.1选择合适的配电网来防控谐波选择大短路容量的配电网,可以有效地防治谐波,这是因为电力系统属相对稳定的系统,则这种方法的应用范围是有限的.2.2合理选择变压器组别这种方法属于被动型.为既防治谐波,又能提高继电保护的灵敏度,电力系统终端配电变压器接线的收稿日期:2006—08—18作者简介:陈允清(1964一)男,1991年毕业于淮北职工大学"煤矿机电"专业,现从
6、事煤矿机电技术管理工作.开发应用江西能源2006(3)?35?组别选择很重要,通常都选△/Yn和△/Y型.就接线形式的应用来讲,△/Y0型接线组别多应用在普通配电变压器上,低压配电网常采用Y0一Y0接线方式.这类接线变压器的谐波来源主要在照明设备和小功率整流变频设备,谐波中的正序,负序和零序分量组都将在副方绕组中流通,而原方绕组感应出的零序分量组谐波将在△接线方式绕组中形成环路而短接被滤除,感应出的正序,负序分量组谐波则注入配电电网.在△/Y型接线组别的双圈式整流变压器(较多使用的接线方式)中,低压配电网常采用Y—Y型接线方式,
7、变压器的原方和副方线电压中均不含有零序分量组谐波,但在副方相电压中含有零序分量组谐波,它影响低压侧其它单相负荷.选用z~./Y0型接线组别,通过中性线的是没有价值的零序分量组谐波电流,因此整流变压器常选用△/Y型接线,它的中性点通过高阻接地或不接地.通过以上的分析可知,合理选择变压器的接线组别,可以有效避免零序分量组谐波源流入上一级配电网中.2.3安装滤波器或调谐电抗器防控谐波滤波器就有源无源分两种类型,即有源滤波器和无源滤波器.它们都是设置在谐波源上或谐波电流较严重的地方.无源滤波器一般以LC型滤波为主,工频频率下呈容性,能提
8、高电源侧的功率因数.串联的电抗器的电感量,选定接近于滤波器发生某次谐波频率串联谐振时的电感量,LC滤波器在这一谐波频率处形成较低的阻抗值(接近零),以便于吸收大部分的谐波电流.带调谐电抗器的补偿电容器,主要用在谐波含量没有超标的配电系统中.这样的回路中,串联的谐
