电力系统谐波污染的探讨

《电力系统谐波污染的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电力系统谐波污染的探讨：随着工业经济的迅猛发展，一次能源的消耗量正在成倍的增加。泊头作为一座以铸造闻名的小镇尤其感觉到了这方面的压力，煤炭原本是铸造行业必不可少的重要能源，可因价格的不断增长，迫使人们不得不寻求更好的解决方法，因此中频炉、电弧炉变成了铸造行业的首选，近几年我局辖区新增电炉变压器近200台，新增容量近63MVA。伴随着供电系统非线性负荷的大量增加，对我公司电X造成的干扰愈加严重和复杂，致使大量的谐波电流注入电X，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。　　目前，谐波与

2、电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改善供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。　　1、什么是谐波，电力系统中谐波是如何产生的呢？　　所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。在我国电力系统的基波频率为50HZ，所以工频系统的二次谐波频率就是100HZ，三次谐波频率就是150HZ，以此类推。系统高次谐波就是频率为基数倍的一系列波的“汇总”。电力系统中高次谐波与基波的合成结果就造成了电X电压波形的畸变。高次谐波的畸变次数及振幅值的

3、大小，决定了对电X污染,破坏的程度,及对用电设备的危害大小。　　电力系统中谐波主要是由谐波电流源产生，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，由于负荷与电X相连，故谐波电流注入到电X中，这些设备就成了电力系统的谐波源。　　电力系统中的谐波源简单的可以分为两大类：⑴、含半导体的非线性元件，如个人计算机、各种整流设备、变流器、交直流换流设备、P变频器等节能和控制用的电力电子设备；⑵、含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如日光灯、交流电弧炉、变压器、发电机组及铁磁谐振设备等。在我们泊头地区现在对电X污

4、染最重、对用电设备危害最大的当属可控硅中频电源和炼钢用的电弧炉设备。　　2、谐波对电力系统中的设备有那些危害呢？　　在谈到谐波对电力系统的危害时，先看现实中的例子。　　案例：泊头市交河供电所北靳5312线路上东建铸造用户新增容5T电炉一台，安装的是电炉特变。在该用户投运后，该用户配变所在5312-57#分支10KV开关经常调闸，且和该用户相临的其他用户的数控设备经常被烧坏。我们在该用户处测量的谐波电流（图1）和电压（图2）波形图如下所示：　　　　图1　　　　图2　　由图片可知谐波电流的注入量严重超标，电压波形畸变严重。　　由以上案例我们不难

5、看出谐波对电力系统中的设备存在着极大的危害。谐波使电X中的电力设备产生附加损耗，降低了发、输及用电设备的效率。大量的三次谐波会使线路过热，严重的甚至会引起火灾；谐波会影响电力设备的正常工作，使电力设备局部严重过热，造成设备的绝缘老化，缩短了设备的使用寿命，直至最终损坏；谐波会引起电X谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失；谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失；谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通

6、信质量;重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作；谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。　　3、谐波的检测方法　　谐波在电力系统中的危害如此的严重，那么我们用什么方法来分析检测它呢？现在我国通常采用的方法有以下三种：　　1.模拟电路法　　消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感，故使其基波幅值误差很难控制在10%以内，严重影响了有源滤波器的控制性能。

7、近年来，人工神经X络的研究取得了较大进展，由于神经元有自适应和自学习能力，且结构简单，输入输出关系明了，因此可用神经元替代自适应滤波器，再用一对与基波频率相同，相位相差90度的正弦向量作为神经元的输入。由神经元先得到基波电流，然后检测出应补偿的电流，从而完成谐波电流的检测。但人工神经X络的硬件目前还是一个比较薄弱的环节，限制了其应用范围。　　2.傅立叶变换法　　利用傅立叶变换可在数字域进行谐波检测，电力系统的谐波分析，目前大都是通过该方法实现的，离散傅立叶变换所需要处理的是经过采样和A/D转换得到的数字信号，设待测信号为x(t)，采样间隔为

8、t秒，采样频率=1/t满足采样定理，即大于信号最高频率分量的2倍，则采样信号为x(nt)，并且采样信号总是有限长度的，即n=0，1……N-1。这相当于对无限长的信号做了截断，因而