电力谐波抑制技术及解决方案

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1、电力谐波抑制技术及解决方案山大华天（烟台）电子科技有限公司1内容提要电能质量问题与电力谐波华天电能质量控制产品介绍电能质量产品的设计与选用2什么是“电能质量”PowerQuality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）定义1：合格电能质量的概念是指，给敏感设备提供电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作。IEEE标准化协调委员会给出的powerquality（电能质量）的技术定义定义2：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。IEC(1000-2-2/4)标准中给出的电能质量定义定义3：电能质量定义是指在电力系统中某一

2、指定点上电压的特性，这些特性可根据预定的基准、技术参数来评价。国际电工委员会（IEC）给出的电能质量定义根据这一定义，可以认为电能质量就是电压质量，合格的电能质量应当是恒定频率和恒定幅值的正弦波形电压与连续供电。3用户负荷对电能质量的影响电能质量并不完全由供电方决定,电能质量问题可能由电力用户的负荷引起：三相负荷不平衡——可导致三相电压不平衡低功率因数——可导致电压偏移负荷冲击与波动——可导致电压波动与闪变非线性负荷产生的谐波电流——可导致电压波形畸变4理想的电压与负荷电流波形5非线性负荷电流的波形畸变6冲击性负荷的电流波动1/27冲击性负载的电流波动2/28电能

3、质量问题的危害1/2设备工作异常，产生废品；计算机复位、数据丢失；设备效能降低、寿命缩短、过热、烧毁；电容器击穿、损坏；功率因数下降、设备容量下降、电力损耗增加、付出更多电费9电能质量问题的危害2/2一个计算中心瞬间失电就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失；1～2周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。2005年由国际铜业协会（中国）主持的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行业共92家企业，其中有49家企业，因电能质量问题，在经济上损失达2

4、.5～3.5亿元。10供电电压偏差（GB/T12325—2008）电压波动和闪变（GB/T12326—2008）公用电网谐波（GB/T14549—1993）三相电压不平衡（GB/T15543—2008）电力系统频率偏差（GB/T15945—2008）暂时过电压和瞬态过电压（GB/T18481—2001）公用电网间谐波（GB/T24337-2009）电能质量国家标准11无功的定义传统定义：相移功率因数DPF=COSφ其中φ为正弦电压与电流波形之间的相位差畸变（失真）功率因数：总功率因数：12消耗无功功率的设备旋转电机变压器输电线路交直流调速系统中高频感应加热设备充电

5、机焊接设备晶闸管温控设备晶闸管调光设备不间断电源计算机打印机节能灯日光灯...…13无功功率对公用电网的影响占用电力设备容量增加设备及线路损耗使线路及变压器的电压降增大，电压产生波动，供电质量严重降低14无功补偿的意义改善功率因数从而降低总电流减少输电线路及变压器的损耗提高变压器及输电线路的利用率及区域发电机系统的带负荷能力，从而减少设备投资费用稳定受电端及电网的电压，提高供电质量在长距离输电线路中可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力15谐波的定义国际电工标准(IEC555-2,1982)和国际大电网会议(CIGRE)的文献中定义：“谐波分量为周期量的傅里叶级数

6、中大于1的h次分量”。IEEE标准中(参见IEEE标准519—1981)定义为：“谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。畸变波形的谐波分量16产生电力谐波的设备不间断电源计算机充电器音像设备变频空调晶闸管调光设备电子节能灯等变频调速器直流调速系统整流设备中高频感应加热设备晶闸管温控加热设备焊接设备电弧炉电力机车17电力谐波的主要危害降低功率因数，降低电力设备容量，增加电力损耗；导致配电系统共振，危

7、及系统安全；导致无功补偿设备无法正常运行甚至烧毁；引起继电保护设施的误动作，导致意外断电；增加电机振动，影响产品质量和电机寿命；导致变压器、线路、电机过热，加速设备绝缘老化；延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；增加电压峰值，降低绝缘介质寿命；导致中线过载，甚至引发事故；导致电力计量仪表误差；干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备18ABCN单相非线性负载I1=200A,I3=100A,I(rms)=223AI1=200A,I3=100A,I(rms)=223AI1=200A,I3=100A,I(rms)=223AI1=0AI3=300AI(rms)=300

8、A单相非线