電力諧波的產(chǎn)生、危害及治理方案

電力諧波的產(chǎn)生、危害及治理方案

(廣州王楠電子科技有限公司020-61267682)

經(jīng)濟的快速發(fā)展帶來(lái)了電力供應的短缺。為了解決電力供應的短缺，一方面要建設許多新的電廠(chǎng)和輸電線(xiàn)路，另一方面要有效利用現有的電力資源，減少電力損失。諧波是導致電能損耗增加和供電質(zhì)量下降的重要因素。本文分析了諧波的基本特征，詳細闡述了配電網(wǎng)諧波的來(lái)源和危害，總結了控制諧波的方法。

關(guān)鍵詞：諧波產(chǎn)生、諧波危害、諧波治理、無(wú)功補償

一、諧波的產(chǎn)生及危害

電力諧波對電網(wǎng)(包括用戶(hù))的危害非常嚴重。是一種人們看不見(jiàn)，聞不到，摸不到的權力污染。所以經(jīng)常被人忽略。對于電力系統來(lái)說(shuō)，諧波是個(gè)可怕的問(wèn)題！1。諧波的危害主要表現在

當電網(wǎng)中的電壓或電流波形不是理想正弦波時(shí)，意味著(zhù)它包含頻率高于50Hz的電壓或電流分量。我們稱(chēng)頻率高于50Hz的電流或電壓分量為諧波。當諧波頻率是工頻的整數倍時(shí)，我們稱(chēng)之為整數次諧波，通常用次數來(lái)表示。比如頻率為5倍(250Hz)的諧波叫5次諧波，頻率為7倍(350Hz)的諧波叫7次諧波，以此類(lèi)推。當諧波頻率不是工頻的整數倍時(shí)，我們稱(chēng)之為分數次諧波。這類(lèi)諧波通常直接用諧波頻率表示。例如頻率為1627赫茲的諧波。2。諧波產(chǎn)生的原因很多。有兩種常見(jiàn)的類(lèi)型。較好種是由于非線(xiàn)性負載產(chǎn)生的諧波，如可控硅和開(kāi)關(guān)電源。這種負載產(chǎn)生的諧波頻率是工頻的整數倍。比如三相六脈沖整流器主要產(chǎn)生5、7次諧波，三相12脈沖整流器主要產(chǎn)生11、13次諧波。第二類(lèi)是逆變器負載引起的諧波，如中頻爐、變頻器等。這種負載不僅會(huì )產(chǎn)生整數次諧波，還會(huì )產(chǎn)生頻率為逆變器頻率兩倍的分數次諧波。比如一個(gè)三相六脈沖整流器，工作頻率為820Hz的中頻爐，不僅會(huì )產(chǎn)生5次和7次諧波，還會(huì )產(chǎn)生頻率為1640Hz的分數次諧波。電網(wǎng)誕生的同時(shí)也存在諧波，因為發(fā)電機和干式變壓器都會(huì )產(chǎn)生少量的諧波。然而，由于產(chǎn)生大量諧波的電氣設備越來(lái)越多，以及電網(wǎng)中大量并聯(lián)電容器引起的諧波放大，諧波的影響越來(lái)越嚴重，逐漸引起人們的重視。當電網(wǎng)中的諧波電流大到電壓波形失真時(shí)，我們稱(chēng)之為電網(wǎng)污染。電網(wǎng)的污染程度用電壓波形失真率表示，簡(jiǎn)稱(chēng)THDu。根據家標準GB/T14549—93 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》，10KV電網(wǎng)的THDu應小于4，400v電網(wǎng)應小于5。諧波不同于無(wú)功電流。無(wú)功電流只影響電網(wǎng)電壓，增加供電系統銅損，通常不影響用戶(hù)或測量精度。諧波的影響可謂“無(wú)孔不入”。當電網(wǎng)被污染時(shí)，電網(wǎng)中的所有設備和負荷都會(huì )受到影響。諧波和無(wú)功還有另外一個(gè)區別：無(wú)功電流總是不經(jīng)補償傳遞到發(fā)電機，而諧波電流通常被電網(wǎng)中的設備和負載吸收。3。諧波造成的危害列舉如下：(1)由于諧波的頻率較高，加劇了導線(xiàn)的集膚效應，所以銅損急劇增加。同時(shí)，干式變壓器的鐵芯不能適應快速變化的磁通量，導致鐵損急劇增加。.諧波會(huì )影響電表的計量精度。從原理分析：諧波源將其吸收的電網(wǎng)能量的一部分轉化為諧波發(fā)送到電網(wǎng)，因此電能表會(huì )將諧波能量計算為發(fā)電量，導致測量誤差。對于機械電度表來(lái)說(shuō)，由于高頻諧波引起的高頻渦流電阻，它會(huì )變慢。因為在高次諧波嚴重的情況下(如中頻爐)，電能表的測量精度會(huì )受到嚴重影響，造成莫名其妙的電能損耗。(3)精密電子設備(包括電子電能表)會(huì )受到嚴重干擾，導致運行異常甚至燒毀。所有接入電網(wǎng)的設備損耗和溫升都會(huì )增加。含電容器的設備受影響較嚴重，甚至可能導致設備損壞和電容器爆炸。.電機負載的輸出轉矩由于諧波的逆階而降低。.繼電保護機構可能因諧波而導致誤操作或故障。當電網(wǎng)諧波污染程度低于家標準時(shí)，通常不影響系統。隨著(zhù)污染程度的增加，諧波的影響逐漸顯現。在……里 #p#分頁(yè)標題#e#

諧波源的特性非常復雜，因為諧波的產(chǎn)生不僅取決于負載本身，還取決于電網(wǎng)的短路容量、電網(wǎng)的組成以及電網(wǎng)中其他負載的性質(zhì)。所以濾波器不能做成成品，必須通過(guò)我們技術(shù)人員對諧波源的現場(chǎng)測試，然后根據現場(chǎng)測試結果進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設計。

二、諧波控制的工作原理

無(wú)源濾波器主要由濾波電容、濾波電抗器等LC濾波器件組成，不僅起濾波作用，還起無(wú)功補償作用。LC濾波器主要有調諧濾波、雙調諧濾波、高通濾波、C型濾波等。在實(shí)際應用中，根據諧波電流和無(wú)功功率需求的分布和大小，設計了幾組濾波器，每組濾波器對應一定的諧波具有低阻抗。高通濾波器對截止頻率以上的諧波呈現低阻抗，C型濾波器具有調諧頻率寬、損耗低的特點(diǎn)。濾波器的分組需要精確計算，既濾除了主諧波電流，又滿(mǎn)足無(wú)功補償的要求。同時(shí)也防止了濾波器和系統阻抗在某一整數頻率下并聯(lián)諧振引起的諧波電流放大。廣州王楠電子科技有限公司成功研發(fā)的TXB800無(wú)源濾波器消諧無(wú)功補償裝置，可以根據每個(gè)用戶(hù)的具體特點(diǎn)，快速合理地提供精度。

三、產(chǎn)品的主要特點(diǎn)

1.專(zhuān)為用戶(hù)系統設計制造，可同時(shí)濾除2倍至60倍的諧波電流，濾波效果明顯(平均諧波電流

2.既能治理諧波又能補償無(wú)功，治理后諧波達到家標準要求,并可

節電10-30。

3.濾波裝置投入后用電質(zhì)量可明顯改善，可改善沖擊負載引起的電流沖擊，減少電壓波動(dòng)和抑制電壓閃變，提高穩定性，改善電壓質(zhì)量。功率因數可提高到0.96以上，使用戶(hù)線(xiàn)損降低可提高配電干式變壓器的承載效率，濟效益明顯。

4.采用高性能防涌流接觸器投切各濾波支路，完善的控制系統，保護功能齊全，具有短路保護、過(guò)壓保護、過(guò)流保護等，運行可靠，操作簡(jiǎn)單。

四、諧波治理后帶來(lái)的好處

1.安裝諧波治理裝置后，有效的降低了諧波電流，增加了干式變壓器的有效容量，可增加相應的帶載能力，減少擴容所需的投資。

2.安裝諧波治理裝置后，可有效的降低干式變壓器的損耗，提高干式變壓器的安全運行系數，保證對諧波敏感的保護裝置

和器件不發(fā)生誤動(dòng)作。起到節能降耗的目的。

3.節電率達10～30，諧波濾除率為70～80減小集膚效應，熱損、銅損、鐵損、磁損、噪音大為下降，符合家對能源節約和降耗的指示和可持續發(fā)展的要求。

4.有效抑制諧波電流，10KV側滿(mǎn)足標GB/T14549-93優(yōu)化供電質(zhì)量，避免因諧波造成的交流電波形畸變而造成電網(wǎng)計量具不準而被當地供電部門(mén)罰款。

總結：廣州南網(wǎng)電子科技有限公司設計的TXB800系列無(wú)源濾波消諧補償裝置，能夠有效解決諧波的危害。既能治理諧波又能補償無(wú)功，可徹底解決諧波污染及提高功率因素，經(jīng)濟效益明顯。TXB800無(wú)源濾波消諧無(wú)功補償裝置采用世界上較先進(jìn)的諧波治理技術(shù)，可同時(shí)濾除2次到60次的諧波電流；校正能力 5％THDi.無(wú)源濾波補償是實(shí)際應用較多、效果較好、價(jià)格較低的解決方案，它包括三種基本形式：串聯(lián)濾波、并聯(lián)濾波和低通濾波(串并混合)。其中串聯(lián)濾波主要適用于三次諧波的治理；低通濾波主要適用于高次諧波的治理；并聯(lián)濾波是一種綜合裝置，它可濾除多次諧波，同時(shí)提供系統的無(wú)功功率，是應用較廣泛的電源凈化濾波裝置，深受廣大客戶(hù)的好評。#p#分頁(yè)標題#e#