关于建筑行业谐波和串抗率选择计算

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1、RTR关于建筑行业谐波和串抗率选择计算1.引言建筑行业主要的谐波源有：－照明控制－开关电源设备（电脑、电视）－电梯－中央空调－不间断电源（UPS）所有这些非线性负载都会产生谐波，从而对电网设施和连接设备造成干扰。造成干扰的原因未必在企业内部，邻近企业向电网输出的谐波同样会造成这种干扰。所以，在安装补偿装置之前，务必进行电能质量分析，以选用合适的装置。2.什么是谐波谐波是指几倍的电网频率。电网频率=50Hz三次谐波频率=150Hz五次谐波频率=250Hz七次谐波频率=350Hz等等，以此类推。按照傅里叶级数进行分解，可将非正弦形信号分解为基波信号及其整数倍的各次谐波信号。

2、3.谐波的产生由于晶闸管的开关动作及二极管和晶闸管的非线性特点，变流器从电网中接收的电流大大偏离正弦波形。按变流器的脉动数不同，会出现特定的谐波。6线圈的变流器，只会出现5、7、11、13、17、19…次谐波。变流器的脉动数越高，其可能出现的最低频率的谐波次数也越高。其他负载如荧光灯电子稳流器，会产生很大的三次谐波（150Hz）。这种非正弦形电流会给电网阻抗（电阻）带来非正弦形的电压降。电网阻抗会产生谐波电压，其振幅等于注入谐波电流与相关电流频率的电网阻抗的乘积。谐波次数越高，振幅越小。4.哪里会出现谐波哪里有产生谐波的用电设备（见引言），哪里就会有谐波。然而谐波也可能

3、会通过供电局的进线进入企业电网。也就是说，邻近企业的谐波也会影响本企业的设备运行。5.谐波的干扰第5页RTR非线性负载®电流谐波电流谐波®电压谐波电流谐波的干扰：电容器过载，特别是谐振时。电压谐波的干扰：中央遥控设备干扰；其他需要正弦波形电网电压的变流器干扰；闪光灯干扰；电脑及计算机数控机床断线。1.谐波电流的干扰非线性负载会产生谐波电流，分离变压器和换向电抗器均不能对此有任何改变。一方面谐波电流会导致电压谐波，另一方面谐波电流本身也会对电网构成额外负荷，首先导致电容器组过载。尤为危险的是：当谐振出现时，谐波电流会累进增加，产生更大的负荷。2.谐波电压干扰谐波电流会在电

4、网阻抗方面产生谐波电压，该电压会与正弦波形的50Hz电网电压相重迭。后果：电网电压发生畸变。另外，电压谐波还可能推移电网电压的过零点。电子设备，包括过零点触发的变流设备的运行都会受到明显干扰。3.谐波为什么对纯电容器构成威胁电网中的电容（电容器）与变流器共同引发振荡，振荡又使电网电压进一步发生畸变。振荡频率取决于电网参数。电容器在一定情况下会使电压质量恶化，结果导致进一步加强电网上业已存在的谐波（有时会使谐波份额翻倍）。同时，电容器自身引发的谐波会额外增加电容器的负荷，相位补偿电容器尤为如此。电容器负荷增加表现为接收电流提高，这就意味着电容器将发生热过载，使用寿命缩短。

5、4.谐振现象更重要的是，当电容器与网上的电感形成串连或并连振荡回路时，可能出现谐振现象。如果补偿装置在低压电网上运行，电容器在一定情况下可吸收谐波电流。此时，电容器与变压器电感构成一个串连振荡回路。谐波频率靠近振荡回路的谐振频率时，振荡回路近似形成短路，吸收中压电网中的电流，由此会导致电容器过载。此外，在电容器和电感方面，会产生很高的电压，甚至出现电压击穿。电容和电感的分电压此时会大于总电压。如果电容器与变压器电感形成并连振荡回路。当振荡回路的谐振频率与存在的谐波频率重合时，一方面会由于高电网阻抗产生高电压谐波，另一方面在电感与电容之间会出现平衡电流，该电流要比从谐波源

6、流入电网的电流高出数倍。结果造成电容器过载，同时也会额外增加设备的负荷。5.如何防止谐振？每一个电网都是一个振荡回路，并拥有一个或几个固有频率，同样也会有一个或几个谐振点。电网的谐振频率可通过一些公式根据第5页RTR变压器功率、变压器相对短路电压、无功补偿功率、电网频率等参数进行估算。并且谐振频率随着这些参数的变化而变化。例如：一个实际电网的谐振频率与投入的电容器功率之间的关系见下表：电容器功率(KVar)谐振频率(Hz)50724100512150418200362250324300295谐振频率随着电容器投切而发生变化。在以上例子中，有可能与7次谐波发生谐振。需注意

7、，这里只是一个近似值，未考虑开关用电设备对电网可能造成的影响及由此带来的谐振频率推移。计算出的频率如与谐波重合，则谐振现象肯定会出现。如计算出的频率与谐波不一致，依然很难得出准确的结论，因为电网参数及电网短路功率是不断变化的。因此，不可能百分之百地计算出可能的谐振点。低负荷运行时间：对测定谐振点来说，重要的是要搞清企业的低负荷运行时间。由于这时工作负荷的抑制作用相对较小，谐波电压会上升。解决办法：为避免谐振现象，必须使用串连电抗的补偿装置。1.什么是串连电抗的补偿装置？串连电抗的补偿装置中，每一组电容器都串连一个电抗器，形成一个串联振荡回