供配电系统中谐波的危害性及治理措施.pdf

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1、经验交流供配电系统中谐波的危害性及治理措施杨创业李欣渊西安有色冶金设计研究院袁陕西西安710001冤摘要院供配电系统中袁由于广泛使用变频设备尧整流设备等电力半导体装备遥这些电力半导体装置是非线性负载袁会产生谐波电流遥谐波对目前安全生产的影响和危害也日益严重遥文章就供配电系统中谐波的来源与危害进行了说明袁总结和提出了治理谐波的方法遥关键词院供配电曰谐波曰危害曰治理中图分类号院TU852文献标识码院A文章编号院1674要3024渊2016冤01要156要01引言和信息传输的准确性袁严重时还会造成设备损坏袁危及人身安全;另外袁矿井供配电系统中的谐波电压和电流袁会导致供配电系统中各供电质量由系统电压尧

2、频率尧可靠性决定其中影响系统电压的类保护及自动装置产生误动或扣动袁破坏微机保护尧综合自动化装因素主要有电压偏差尧电压波动和闪边尧高次谐波尧三相不对称遥而置袁还会使仪表和电能计量出现较大误差袁谐波如果不经过治理直谐波问题一直是主要的电能质量问题遥高次谐波的产生袁是非线性接进入上级电网袁将会给电网带来严重的谐波污染遥电气设各接到电网中投入运行袁使电网电压尧电流波形发生不同程度崎变袁偏离了正弦波遥高次谐波除电力系统自身背景谐波外袁主3谐波的治理对策要是用户方面的大功率变流设备尧电弧炉等非线性用电设备所引鉴于谐波存在多方面的危害袁对安全生产和人民生活存在起遥高次谐波的存在将导致供电系统能耗增大尧电气设

3、备绝缘老化很多隐患袁根据国家对谐波污染的治理要求袁采取必要而有效措加快袁并且干扰自动化装置和通信设施的正常工作遥随着目前自动施袁避免或补偿已产生的谐波尤为重要在供配电系统中袁应积极化程度的提高以及节能需要袁非线性电力电子装置得到广泛地使采取消除或抑制谐波危害的防范措施遥用袁这对目前供配电系统造成了严重的野谐波污染冶袁引发供电系统3.1电力电缆的选择的继电保护尧自动控制装置误动作袁监控系统运行异常袁以及谐波在供配电系统电力电缆截面的选择中袁应考虑谐波引起电引起的谐振过电压造成电器设备损坏等遥治理好谐波袁不仅能降低缆发热的危害对于连接谐波主要扰动源设备的配线袁确定电缆电能损耗袁而且能延长设备使用寿

4、命袁改善电磁环境袁提高产品的载流量时应留有足够裕量袁必要时可适当放大级选择电缆截面遥品质遥因此袁治理好谐波产生的污染袁对节约资源来说迫在眉睫遥3.2静止无功补偿装置进行补偿1谐波产生的原因快速变化的谐波源袁在运行过程中除引起较严重的高次谐波污染外袁往往还会引起供电电压的波动和闪变袁有的还会造成系统我国的供电电源使用的是50Hz正弦波交流电袁50Hz就被电压三相不平衡袁严重影响公用电网的电能质量遥在谐波源处并联称为基波袁由发电厂发出的电能基本上就是基波电源遥但由于各装设静止无功补偿装置袁可有效减小波动的谐波量袁同时袁可以抑制种原因袁用户在用电时袁使用的电源除了基波外袁还有100Hz尧电压波动尧电

5、压闪变尧三相不平衡袁还可补偿功率因数遥150Hz尧250Hz噎噎等频率的分量袁这些分量就被称为谐波遥谐波通常是由非线性供用电设备所产生的袁如变压器尧整流3.3谐波补偿装置器尧变流器等袁这些设备在吸收基波功率的同时袁也产生谐波电谐波补偿装置是在谐波源处吸收谐波电流传统的谐波补偿流及谐波功率遥装置是采用LC调谐滤波器袁它既可补偿谐波袁又可补偿无功功率由于生产与科技的发展袁企业经常大量使用整流和变频等但其补偿特性受供配电系统阻抗和运行状态影响袁易和系统发生变流设备袁目前的电气设备都采用开关型电源袁其电源侧即是大并联谐振袁导致谐波放大袁使LC滤波器过载甚至烧坏遥另外袁它只功率整流电路袁其输出侧为了使负

6、载得到更好的控制与运行特能补偿固定频率的谐波袁效果不甚理想袁但该装置结构简单袁目前性袁则使用变压与变频电路遥此类设备所生产的谐波既有电流源仍被广泛应用随着电力电子器件的普及袁使得有源滤波器进行谐型的袁也有电压源型的遥因此袁其谐波分量也仅有奇次谐波袁有资波补偿成为主要方法袁有源滤波器的工作原理是从补偿对象中检料显示袁此类设备所产生的谐波分量有时可高达基波分量的测出谐波电流袁然后产生一个与该谐波电流大小相等尧极性相反的补偿电流袁从而使电网电流只含有基波分量无源滤波器相比袁30%遥由于变流设备功率大(30kW耀20000kW)尧数量多袁因此袁它对企业的供配电系统的影响也就极大遥有源滤波器具有高度可控

7、性和快速响应性袁能补偿各次谐波袁可抑制闪变尧补偿无功尧有一机多能的特点曰在性价比上较为合理曰2谐波的危害滤波特性不受系统阻抗的影响袁可消除与系统阻抗发生谐振的危险曰具有自适应功能袁可自动跟踪补偿变化着的谐波遥当谐波电流流经变压器时会导致铜损和杂散损耗增加袁谐波电压则会使铁损增加还可导致变压器的基波负载容量下降袁效率4结语降低以及变压器铁芯振动袁噪声增加寿命缩短;谐波电流和电压会造成电动机铁损和铜损