关于电网谐波的危害及治理

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1、目录一、谐波的危害及治理标准（一）谐波产生的原理（二）谐波的危害（三）谐波治理的标准二、谐波的监测及管理方法（一）谐波监测设备（二）谐波管理方法三、谐波的治理（一）滤波设备简介（二）谐波治理的过程及常见问题（三）滤波装置的效果四、亿能电气滤波设备的应用（一）公司简介（二）科研力量（三）产品特点（四）工程应用电网谐波治理的探索——无锡亿能电气有限公司一、谐波的危害及治理谐波的标准（一）谐波产生的原理供电系统谐波产生主要有两类负荷：电力电子设备（变流设备）和电弧电磁。电力电子设备是由于电路中强迫换流而产生谐波，比如三相全波整

2、流。这是应用最多产生谐波的电路或设备。变压器设计不当和电弧炉也产生谐波。冶金、石油、半导体、电气化铁道、印刷等行业是谐波的产生大户。常用工业设备——整流直流电源，变频电源。如电解铝厂的电解槽设备，钢厂轧钢机、电弧炉，直流镀膜设备，半导体材料生产设备，中频熔炼炉等都是产生谐波的设备，其产生的谐波对供电系统有不可忽视的破坏作用。一般变流装置的原理结构为三相交—直整流、交—直—交变频和交—交变频（较少应用）。大量应用的为整流和交-直交变频设备。inverter中频-直流+整流设备变频设备这类设备在三相电源交流侧产生的特征谐波电

3、流次数由整流脉波数P决定：六脉波整流：h=6P±1P=1,2,3,……十二脉波整流:h=12P±1P=1,2,3,……则可以确定，产生的特征谐波主要为5、7、11和13次谐波。谐波次数越高，谐波含量越小。所以更高次的谐波可忽略。根据这个原理，可以设计制造高脉波整流设备，以减少某些谐波含量。YD十二脉波整流电路结构变流设备在产生谐波的同时，使设备运行功率因数也比较低，影响供电质量。一般此类设备的功率因数在0.7左右。（二）谐波的危害谐波危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面：1.对供配电线路的危害 （1

4、） 影响线路的稳定运行－－供配电系统中的电力线   路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对谐波含量较高时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。（2） 影响电网的质量－－电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。如民用配电系统中的中性线，由于荧光

5、灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。2. 对电力设备的危害（1）对电力电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。对于膜纸复合介质电容器，允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时

6、的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。一般来说，电压每升高10%，电容器的寿命就要缩短1/2左右。再者，在谐波严重的情况下，还会

7、使电容器鼓肚、击穿或爆炸。因谐波致使“鼓肚”的电容器（2） 对电力变压器的危害 谐波使变压器的铜耗增大，其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。谐波还使变压器的铁耗增大，这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加，谐波使电压的波形变得越差，则磁滞损耗越大。同时由于以上两方面的损耗增加，因此要减少变压器的实际使用容量，或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量。除此之外，谐波还导致变压器噪声增大，变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的，随着谐波次数的增加，振动频率在1KHZ左

8、右的成分使混杂噪声增加，有时还发出金属声。(3）对电力电缆的危害由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体的交流电阻增大，使得电缆的允许通过电流减小。另外，电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联，提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联，在一定数值的电感与电容下可能发生谐振。