电能质量技术讲座稿

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1、电能质量技术讲座稿二零一一年九月上海韦欧韦滤波设备有限公司1内容电能质量概述谐波的概念谐波的产生谐波的危害谐波的治理总结2一.电能质量概述概述电能质量关系到电力系统及其电气设备安全运行和效率；关系到节能降耗；关系到生产和生活以及国民经济的效益3电能质量问题指供电和用电质量的好坏，与电能质量有关的有：电压、电流的频率稳态过电压、欠电压及电压波动闪变幅度暂低、暂高、短时中断波形和对称度三相不对称谐波暂态脉冲暂态振荡4产生电能质量问题的原因：干扰性负荷电弧炉、整流器、单相负荷及各种电源的变换设备等雷电、外力破坏配电设备故障、电容器投切、线路切换等5电能质量有关国家标准：《供电电压允许偏差》

2、(GB12325-2008)《电压允许波动和闪变》(GB12326-2008)《公用电网谐波》(GB/T14549-1993)《三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-2008)《电力系统频率允许偏差》(GB/T15945-2008)《暂态过电压和瞬态过电压》(GB/T18481-2001)《公用电网间谐波》(GB/T24337-2009)6二.谐波的基本概念谐波的定义正弦波电压施加到非线性负载，产生非正弦波电流，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，使得电网电压波形也形成非正弦波形，对非正弦波进行傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于工频的分量称为谐波。非正弦波

3、的组成任何频率“f”的周期信号，无论它的波形是什么，都可以作为以下的总和被表现：频率f的与工频相同正弦分量，被称为基波（h1）频率大于工频的正弦分量，被称为谐波（hn）dc(直流)分量（如果可用）7例：线性负载如果一个负载产生的电流与电源电压有相同的波形，则它被称为是“线性的”。这样的电流没有谐波分量。这样的负载的例子：电热器中的电阻器，稳态条件下的电感负载（电动机，变压器等）谐波由非线性负载产生8非线性负载如果一个负载产生的电流与电源电压没有相同的波形，则它被称为是“非线性的”。这样的电流有高谐波分量。谐波频谱取决于负载的类型。例如：开关电源，整流电源，电弧炉等··谐波的次数和频谱

4、次数：谐波次数定义为谐波频率等于基波频率的倍数。例：对于50Hz的基波，第3次谐波的频率是3x50=150Hz。9频谱：信号的频谱是作为不同的谐波各自频率的功能显示它们的振幅的图。三.谐波产生主要谐波源设备：变速传动装置（包括交流、直流）晶闸管控制设备(如：整流器，照明控制系统的亮度调节）固定式换流器（UPS不间断电源）电弧炉电焊机大建筑物中的照明饱和电抗器（变压器）10变速传动装置（交流）3相负载主要产生5，7，11，13次谐波电流电流是不稳定的谐波电流是S=23kVATHDI=124%谐波频谱81%H5,74%H7,42%H11,...11整流器等：3相负载主要产生5，7，11，

5、13次谐波电流谐波电流是S=122kVATHDI=30%谐波频谱28%H5,5%H7,6%H11,...12电焊机：单相负载有较高3次谐波含量的电流谐波电流是Is=341ATHDI=58%谐波频谱56%H3,9%H5,9%H7,...13照明（荧光灯）：单相负载有较高3次谐波含量的电流谐波电流是S=22KVA谐波频谱51%H3,11%H5,8%H9,...14四.谐波的危害对输线路的影响高分子材料的热老化方程为：lgr=a+b/T15对变压器的影响负荷电流含有谐波时，将在三个方面引起压器发热的增加:均方根值电流增加涡流损耗铁芯损耗若变压器正常的绝缘寿命为20年，由于谐波引起附加的温升

6、与变压器绝缘寿命的对应表为：对变压器的影响负荷电流含有谐波时，将在三个方面引起压器发热的增加:16对电容器的影响电力谐波和电容器之间的作用是相互的，它不仅在电容器中产生额外的电力损耗，而且可能与电容器一起产生串联或并联谐振。在电容器的作用下，谐波电流可以被放大2～5倍，而在谐振时可达30倍以上。谐振引起的过电压和过电流会大大增加电容器的损耗和过热，这往往导致电容器的损坏。17对继电保护及自动化装置的影响谐波对继电保护的影响主要表现为使继电器动作特性畸变或效果降低，其后果常是保护装置的拒动或误动。目前，计量中采用静电感应式电能表是按工频(基波50Hz)纯正弦交流额定工况设计制造的。存在

7、电力谐波时，基波电流和谐波电流都会在电能表转盘上产生涡流，因而谐波存在会影响计量的准确性。对电能表的影响18五.谐波的治理谐波治理的目的：降低电网系统中电压和电流的畸变率，避免谐波电压对电网中用电设备造成的危害，保证用电设备的正常运行，延长用电设备的使用寿命。谐波治理的设备：无源滤波装置有源滤波装置滤波型动态无功补偿装置无源滤波装置基本原理：由电容器、电抗器和电阻器配合组成的滤波器，与谐波源并联，对某次特定频率的谐波产生吸收和滤除作用；还可兼顾无功补偿的需