淺談電力諧波的危害與治理

　　淺談電力諧波的危害與治理
　　由于諧波電流的頻率為基波頻率的整數(shù)倍，高頻電流流過導(dǎo)體時，因集膚效應(yīng)的作用，使導(dǎo)體對諧波電流的有效電阻增加，從而增加了設(shè)備的功率和電能損耗，使導(dǎo)體的發(fā)熱增加。
　　1. 諧波使變壓器的損耗增加
　　諧波電流使變壓器的銅損增加，因為3次及其倍數(shù)次諧波對三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環(huán)流，使繞組過熱；對全星形連接的變壓器，當(dāng)繞組中性點接地，而該側(cè)電網(wǎng)中分布電容較大或者裝有中性點接地的并聯(lián)電容器時，形成3次諧波諧振，使變壓器附加損耗增加。
　　2. 諧波使線損增加
　　由于輸電線路阻抗的頻率特性，線路電阻隨著頻率的升高而增加。在集膚效應(yīng)的作用下，諧波電流使輸電線路的附加損耗增加。在電網(wǎng)的損耗中，變壓器和輸電線路的損耗占了大部分，所以諧波使電網(wǎng)網(wǎng)損增大。諧波還使三相供電系統(tǒng)中的中性線的電流增大，導(dǎo)致中性線過載。輸電線路存在著
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　諧波對電力系統(tǒng)中以負(fù)序(基波)量為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)和自動裝置的影響十分嚴(yán)重，這是由于這些按負(fù)序(基波)量整定的保護(hù)裝置，整定值小、靈敏度高。如果在負(fù)序基礎(chǔ)上再疊加上諧波的干擾(如電弧爐等諧波源還是負(fù)序)變電站主變的復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)裝置負(fù)序電壓元件誤動，母線差動保護(hù)的負(fù)序電壓閉鎖元件誤動以及線路各種型號的距離保護(hù)、高頻保護(hù)、自動準(zhǔn)同期裝置等發(fā)生誤動，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運行。
　　6.使測量和計量電能表不準(zhǔn)
　　由于電力計量裝置都是按50hz的標(biāo)準(zhǔn)的正弦波設(shè)計的，當(dāng)供電電壓或負(fù)荷電流中有諧波時，會影響感應(yīng)式電能表的正常工作。在有諧波源的情況下，諧波源用戶處的電能表記錄了該用戶吸收的基波電能并扣除一小部分諧波電能，從而諧波源不但污染了電網(wǎng)，卻反而少交電費；而與此同時，在線性負(fù)荷用戶處，電能表記錄的是該用戶吸收的基波電能及部分的諧波電能，這部分諧波電能不但使線性負(fù)荷性能變壞，而且還要多交電費。電子式電能表更不利于供電部門而有利于非線性負(fù)荷用戶。
　　7.對用電設(shè)備的影響
　　諧波會使電視機、計算機的圖形畸變，畫面亮度發(fā)生波動變化，并使機內(nèi)的元件出現(xiàn)過熱，使計算機及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤。對于帶有啟動用的鎮(zhèn)流器和提高功率因數(shù)用的電容器的熒光燈及汞燈來說，會在一定參數(shù)的配合下，形成某次諧波頻率下的諧振，使鎮(zhèn)流器或電容器因過熱而損壞。對于采用晶閘管的變速裝置，諧波可能使晶閘管誤動作，使控制回路誤觸發(fā)。
　　治理的方法
　　今年10月份，我們對市區(qū)49家易產(chǎn)生諧波的用戶進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)其中5戶諧波嚴(yán)重超出國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這5家諧波源的情況分析，則都是中頻爐產(chǎn)生的。針對以上用戶情況，在治理上就是如何減少或消除注入電網(wǎng)的諧波電流，以便把諧波電壓控制在限定值之內(nèi)。可采取以下幾方面的措施：
　�。�1）為改善中頻爐的諧波分量，增加整流器的脈動數(shù)。整流裝置的制式：大中容量中頻裝置常用的有三相六脈波全橋可控橋式整流,三相十二脈波雙全橋可控整流等等, 一般來說同樣條件下, 整流脈波數(shù)越多,高次諧波影響就越小。即其特征頻譜為：n＝kp±1，則可知脈沖數(shù)p增加，n也相應(yīng)增大，而in≈i1／n，故諧波電流將減少。因此，增加整流脈動數(shù)，可平滑波形，減少諧波。
　　（2）對三相整流變壓器沒有采用y－d（y／δ）或d、y（δ／y）的接線，應(yīng)改接為以上接線， 這種接線可消除3的倍數(shù)次的高次諧波，這是抑制高次諧波的最基本的方法。
　�。�3）在諧波源處吸收諧波電流
　　1.無源濾波器
　　無源濾波器是由l、c、r元件構(gòu)成諧振回路，當(dāng)lc回路的諧振頻率和某一高次諧波電流頻率相同時，即可阻止該次諧波流入電網(wǎng)。由于具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點，無源濾波是目前采用的抑制諧波及無功補償?shù)闹饕侄�。但無源濾波器存在著許多缺點，如濾波易受系統(tǒng)參數(shù)的影響；對某些次諧波有放大的可能；耗費多、體積大等。
　　2.有源濾波器
　　利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有諧波電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流減少或為零，達(dá)到實時補償諧波電流的目的。
　　與無源濾波器相比，具有高度可控性和快速響應(yīng)性，能補償各次諧波，可抑制閃變、補償無功 ……（未完，全文共2723字，當(dāng)前僅顯示1731字，請閱讀下面提示信息。收藏《淺談電力諧波的危害與治理》）