电网谐波来自于3个方面与治理措施总结
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发布日期:2015-9-6
电网谐波来自于3个方面:
1.发电源质量不高产生谐波:发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。
2.是输配电系统产生谐波:输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大,其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
3.是用电设备产生的谐波:晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用,给电网造成了大量的谐波。我们知道,晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的 30%;接容性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器,变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整流器,也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明:由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。

谐波治理
1.谐波治理的总体思路。谐波的治理应当首先考虑预防,控制好谐波产生的源头,使系统中产生的谐波尽量减小,就可以更方便的治理或者不用再进行进一步的治理。因此,在选择设备和构建系统时,就应该将减小谐波做为一项重要的条件来考虑。对于交流和直流两大类通信电源设备:在其他条件同等或类似的情况下,UPS系统应该优先选择12脉冲或者Delta变换的设备,直流系统应优先选择有更好的整流电路和完善的滤波措施的产品。
其次,在预防的基础上,再考虑补救措施。特别是对于既有的用户低压系统来说,由于系统结构已经基本固定,谐波问题的解决只能通过加装电抗器、滤波器等补救措施得以控制。
2.治理谐波的预防性措施。预防性的解决办法是指避免谐波及其后果出现的措施,如下。
(1)整流器中的相位抵消(通过选择合适的相位移动,由低脉波数整流器构成的高脉波数整流器可以消除谐波)或谐波控制。应该使用具有较高脉波数的整流器,如使用12脉冲的整流器来代替6脉冲整流器。
(2)开发有效的过程和方法来控制、减小或消除电力系统设备的谐波。
3.治理谐波的补救性措施。补救性的解决方法是指为克服既有谐波问题所采用的技术,包括使用LC无源滤波器、使用有源滤波器、电路解谐,详见下面的治理方法。
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