电力谐波治理方案

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1、上海电力2008年第6期电力谐波治理方案宋小刚(中达电通股份有限公司，上海201203)摘要：谐波归因于非线性负载产生的非正弦电流而造成电流、电压的畸变，文章探讨了谐波产生的原因，谐波对电力系统及电气设备的危害。通过对目前常用的几种谐波治理方法进行分析对比，提出了谐波综合治理的技术方案。关键词：谐波；功率因数；高频；节能中图分类号：TM714．3文献标识码：B容对电压突变会有很大的充电电流，形成类似驼1谐波产生的原因及其危害峰状的电流波形，产生很大的电流畸变，从而产生谐波产生的根本原因是由于电力线路呈一定谐波电流和谐波电压。滤波电容器容量越大、负阻抗，等效为电阻、电感和电容构成的无源网络

2、，载功率越大，谐波电流和谐波电压越高。由于非线性负载产生的非正弦电流，造成电路中(3)高频谐波电流失真。随着高频开关类型电流和电压畸变，称为谐波。各种谐波产生的电电子产品的应用，电子产品在用电过程中会产生流波形如图1所示。很大的高频电流。这些高频电流在没有完善的滤波隔离措施时，会大量回馈到电网，产生很大的电流畸变，从而产生谐波电流和谐波电压。功率越大，谐波电流和谐波电压越高。(4)相移电流。严格地说，相移电流不属于谐波电流范畴，但相移会产生无功功率，造成线路损耗，设备利用率降低，也需要治理。产生相移的设备主要是电感性负载，如电动机、电梯、空调机组等；电容性负载如功率因数补偿电容等，感性负

3、载图l各种谐波产生的电流波形造成电流滞后于电压，容性负载造成电流超前于1．1谐波电流的4种形式电压。(1)可控硅整流垂直斩波类型的电流失真。近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电这种类型的整流，主要是大功率变换装置输入整弧炉、电焊机、电气化铁路以及各种电力电子设备流，如大型的UPS、早期的相控电源设备等，因为不断增加。这些负荷的非线性、冲击性和不平衡此种整流技术对输出电压的调节是通过调节可控的用电特性，对供电质量造成严重污染；另一方硅的导通角实现的，造成每个周波内电流不平衡，面，现代工业、商业及居民用户的用电设备对电能即导通前没有电流，导通后有很大的电流，产生很质量更加敏感，对供电质量

4、提出了更高的要求。大的电流畸变，从而产生谐波电流和谐波电压。因此，谐波问题已受到广泛重视。导通角越小，谐波电流和谐波电压越高。1．2谐波对电网的危害(2)容性整流驼峰电流类型的电流失真。这(1)谐波因趋肤效应、电路中泄漏电容、某次种类型的整流，主要是各种开关型或普通型整流谐波电流过大等原因，使公用电网中的组件产生装置的输人整流，如不带功率因数校正的整流器、了附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的服务器、计算机、复印机、打印机、传真机、影视设使用效率，大量的3次谐波流过中线时，会使线路备、电子灯具等办公设备。因为交流输入经整流过热甚至引发事故。二极管后直接使用大的电解电容器进行滤波，电

5、(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。谐一534一2008年第6期上海电力波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机电路中并联电容器，使得电路的阻抗关系更为复械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。杂，很容易形成电路的谐振，使电路工作稳定性受谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命到很大的影响。缩短以至损坏。电容对频率很敏感，特别是高频电压和电流，(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振很容易形成很大的电流而超过电容器的额定电和串联谐振，从而使谐波放大，增大危害。谐波会流，损坏电容器。导致供电安全性严重下降、备用发电机组不能带2．2无源滤波器(电感电容串联谐振补偿)载，导致UPS

6、在油机发电时不能与频率同步而使采用电力滤波装置就近吸收谐波源所产生的电池放电并停机。谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施。通常采(4)谐波会导致继电保护和自动装置误动作，用由电力电容、电抗和电阻适当组合而成的无源还会造成电气测量仪表计量不准确。滤波装置进行滤波。其工作原理如图2所示。(5)谐波会对邻近的通信系统产生干扰，降低通信质量，甚至造成信息丢失，使通信系统无法正常工作。(6)由于谐波电流的冲击，配电电路中的功率因数补偿电容器经常损坏，保护用的熔断器无故熔断，保护用的热继电器和空气开关经常跳闸，严重影响供电的安全。图2无源补偿的等效电路无源滤波器对某一频率的谐波呈低阻抗，与2谐波治理方

7、法的分析比较电网阻抗形式成分流的关系，使大部分该频率的治理谐波有很多方法，为了便于对谐波治理谐波流人滤波器。方法及效果进行分析比较，其优缺点参见表1。由于无源滤波具有投资少、效率高、结构简1．1电容补偿单、运行可靠及维护方便等优点，因此无源滤波是表1中的人工切换并联电容补偿和自动切换目前广泛采用的抑制谐波及无功补偿的主要手并联电容补偿属于电容补偿类型，因为一般普通段。由于无源滤波器是通过在系统中为谐波提供电路主要是感性负载，电流波形