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淺談電力諧波的危害及抑制

作者:趙西斌  
評(píng)論: 更新日期:2012年01月10日

  1電力諧波造成的危害
  
  對(duì)于電力系統(tǒng)來說,電力諧波的危害主要表現(xiàn)有以下幾方面:
  
  (1)增加輸、供和用電設(shè)備的額外附加損耗,使設(shè)備的溫度過熱,降低設(shè)備的利用率和經(jīng)濟(jì)效益:
  
 ?、匐娏χC波對(duì)輸電線路的影響:
  
  諧波電流使輸電線路的電能損耗增加。當(dāng)注入電網(wǎng)的諧波頻率位于在網(wǎng)絡(luò)諧振點(diǎn)附近的諧振區(qū)內(nèi)時(shí),對(duì)輸電線路和電力電纜線路會(huì)造成絕緣擊穿。
  
 ?、陔娏χC波對(duì)變壓器的影響:
  
  諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場(chǎng)強(qiáng)度,諧波電流的存在增加了銅損。對(duì)帶有非對(duì)稱性負(fù)荷的變壓器而言,會(huì)大大增加勵(lì)磁電流的諧波分量。
  
 ?、垭娏χC波對(duì)電力電容器的影響:
  
  含有電力諧波的電壓加在電容器兩端時(shí),由于電容器對(duì)電力諧波阻抗很小,諧波電流疊加在電容器的基波上,使電容器電流變大,溫度升高,壽命縮短,引起電容器過負(fù)荷甚至爆炸,同時(shí)諧波還可能與電容器一起在電網(wǎng)中造成電力諧波諧振,使故障加劇。
  
  (2)影響繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的工作可靠性:
  
  特別對(duì)于電磁式繼電器來說,電力諧波常會(huì)引起繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng),使其動(dòng)作失去選擇性,可靠性降低,容易造成系統(tǒng)事故,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
  
  (3)對(duì)通訊系統(tǒng)工作產(chǎn)生干擾:
  
  電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場(chǎng)耦合時(shí),會(huì)在鄰近電力線的通信線路中產(chǎn)生干擾電壓,干擾通信系統(tǒng)的工作,影響通信線路通話的清晰度,甚至在極端的情況下,還會(huì)威脅著通信設(shè)備和人員的安全。
  
  (4)對(duì)用電設(shè)備的影響:
  
  電力諧波會(huì)使電視機(jī)、計(jì)算機(jī)的圖形畸變,畫面亮度發(fā)生波動(dòng)變化,并使機(jī)內(nèi)的元件溫度出現(xiàn)過熱,使計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤,嚴(yán)重甚至損害機(jī)器。
  
  此外,電力諧波還會(huì)對(duì)測(cè)量和計(jì)量?jī)x器的指示不準(zhǔn)確及整流裝置等產(chǎn)生不良影響,它已經(jīng)成為當(dāng)前電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的大公害。
  
  2電力諧波的抑制措施
  
  為了減少供電系統(tǒng)的諧波問題,從管理和技術(shù)上可采取以下措施:
  
  (1)嚴(yán)格貫徹執(zhí)行有關(guān)電力諧波的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)管理:
  
  GB17625.1《低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值(設(shè)備每相輸入電流16A)》,要求購(gòu)置的用電設(shè)備,經(jīng)過試驗(yàn)證實(shí),符合該標(biāo)準(zhǔn)限值才允許接入到配電系統(tǒng)中。1993年頒發(fā)GB/T14549《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》,規(guī)定的注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值的用戶,必須安裝電力諧波濾波器,以限制注入公用電網(wǎng)的諧波。
  
  (2)三相整流變壓器采用Y/△或△/Y的接線形式,這樣可以消除3的整數(shù)倍次的電力諧波,從而使注入電網(wǎng)的諧波電流只有5、7、11……等次諧波。
  
  (3)裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償裝置,對(duì)大型電弧爐及晶閘管控制的軋鋼機(jī)等非線性設(shè)備,由于其負(fù)荷是沖擊性的,而且是隨機(jī)的,因此宜裝設(shè)能吸收動(dòng)態(tài)諧波電流的靜止無功補(bǔ)償裝置,提高供電系統(tǒng)承受諧波的能力。
  
  (4)對(duì)于大容量的電力設(shè)備,特別是大容量的電容器組,回路內(nèi)增設(shè)限流裝置或串聯(lián)電抗器,以抑制電力諧波的產(chǎn)生。
  
  (5)對(duì)容量在100kVA及以上整流裝置和非線性設(shè)備的用戶,必須增設(shè)分流濾波裝置,就近吸收電力諧波。
  
  (6)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)。
  
  (7)選擇合理的供電電壓,并盡可能保持三相電壓平衡。
  
  (8)換流裝置是供電系統(tǒng)的主要諧波源之一,可以采用增加換流裝置的相數(shù),有效的消除幅值較大的低頻項(xiàng),從而大大地降低了諧波電流的有效值。

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