諧波治理與節(jié)能降耗

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1、諧波治理與節(jié)能降耗主要內(nèi)容諧波的產(chǎn)生及危害諧波的治理措施諧波治理與節(jié)能降耗諧波產(chǎn)生的原因發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波：發(fā)電機由于三相繞組在制作上很難做到絕對對稱，鐵心也很難做到絕對均勻一致和其他一些原因，發(fā)電源多少也會產(chǎn)生一些諧波，但一般來說很少。輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波：輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵心的飽和，磁化曲線的非線性，加上設(shè)計變壓器時考慮經(jīng)濟性，其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，這樣就使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結(jié)構(gòu)形式、鐵心的飽和程度有關(guān)。鐵心的飽和程度越高，變壓器工作點偏離線性越遠，諧波電流也就越大，其中3次諧波電流可達

2、額定電流0.5%。諧波產(chǎn)生的原因用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波：晶閘管整流設(shè)備。由于晶閘管整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關(guān)電源等許多方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了大量的諧波。我們知道，晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分中含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負載時則含有奇次諧波電流，其中3次諧波的含量可達基波的30%；接容性負載時則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器，變壓器原邊及供電線路含有

3、5次及以上奇次諧波電流；如果是12脈沖整流器，也還有11次及以上奇次諧波電流。經(jīng)統(tǒng)計表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%，這是最大的諧波源。變頻裝置。變頻裝置常用于風(fēng)機、水泵、電梯等設(shè)備中，由于采用了相位控制，諧波成份很復(fù)雜，除含有整數(shù)次諧波外，還含有分數(shù)次諧波，這類裝置的功率一般較大，隨著變頻調(diào)速的發(fā)展，對電網(wǎng)造成的諧波也越來越多。電弧爐、電石爐。由于加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩(wěn)定，引起三相負荷不平衡，產(chǎn)生諧波電流，經(jīng)變壓器的三角形連接線圈而注入電網(wǎng)。其中主要是27次的諧波，平均可達基波的8%20%，最大可達45%諧波產(chǎn)生的原因

4、用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波：氣體放電類電光源。熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等屬于氣體放電類電光源。分析與測量這類電光源的伏安特性，可知其非線性十分嚴重，有的還含有負的伏安特性，它們會給電網(wǎng)造成奇次諧波電流。家用電器。電視機、錄像機、計算機、調(diào)光燈具、調(diào)溫炊具等，因具有調(diào)壓整流裝置，會產(chǎn)生較深的奇次諧波。在洗衣機、電風(fēng)扇、空調(diào)器等有繞組的設(shè)備中，因不平衡電流的變化也能使波形改變。這些家用電器雖然功率較小，但數(shù)量巨大，也是諧波的主要來源之一。諧波的危害增加電力設(shè)施負荷，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的有效容量和效率，造成設(shè)備浪費、線路浪費和電能損失；引起無功補償電容

5、器諧振和諧波電流放大，導(dǎo)致電容器組因過電流或過電壓而損壞或無法投入運行；產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩致使電動機振動，影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機壽命；由于渦流和集膚效應(yīng)，使電機、變壓器、輸電線路等產(chǎn)生附加功率損耗而過熱，浪費電能并加速絕緣老化；諧波電壓以正比于其峰值電壓的形式增強了絕緣介質(zhì)的電場強度，降低設(shè)備使用壽命；零序（3的倍數(shù)次）諧波電流會導(dǎo)致三相四線系統(tǒng)的中線過載，并在三角形接法的變壓器繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，使繞組電流超過額定值，嚴重時甚至引發(fā)事故。諧波會改變保護繼電器的動作特性，引起繼電保護設(shè)施的誤動作，造成繼電保護等自動裝置工作紊亂；諧波改變了電壓或電流的變化率和峰值，延緩電弧熄滅，影響斷路器的分

6、斷容量；使計量儀表特別是感應(yīng)式電能表產(chǎn)生計量誤差；干擾鄰近的電力電子設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備和通訊設(shè)備，影響設(shè)備的正常運行。各次諧波的危害主要諧波頻段諧波特征主要危害原理主要危害對象3次、9次固定頻段疊加零線電流零線發(fā)熱器件發(fā)熱5次、7次固定頻段與油機或電容諧振油機諧振帶載失敗補償電容發(fā)生爆裂變壓器發(fā)熱降容產(chǎn)生噪音11~25次動態(tài)分布產(chǎn)生集膚效應(yīng)，導(dǎo)體表面發(fā)熱開關(guān)誤跳閘線損加大、發(fā)熱25次以上射頻動態(tài)分布造成電磁發(fā)射，形成EMC干擾數(shù)據(jù)通信干擾，處理速率下降諧波治理措施1.無源濾波器傳統(tǒng)的抑制高次諧波的方法，是使用LC無源電力濾波器，一般是根據(jù)諧振原理來工作。它具有結(jié)構(gòu)簡單、一次性投

7、入低、運行費用低，它在很寬的頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)為低阻抗，可以抑制多個頻率的諧波。在吸收高次諧波的同時補償無功功率，還具有改善負載功率因數(shù)的功能。但由于結(jié)構(gòu)原理上的原因，在應(yīng)用中存在以下難以克服的缺點。①由于調(diào)諧偏移和殘余電阻的存在，調(diào)諧濾波器的阻抗等于零的理想條件是不可能出現(xiàn)的，阻抗的變化大大妨礙了濾波效果，并且還存在濾波器過負荷的可能性。②只能抑制按設(shè)計要求規(guī)定的諧波成分。有時由于高次諧波的成分較多，必須同時加入多個濾波器。這會使整個濾波器的成本和體積增加。③隨著電源側(cè)諧波發(fā)生源的增加，諧波電