電力系統(tǒng)諧波探究和治理

《電力系統(tǒng)諧波探究和治理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、電力系統(tǒng)諧波探究和治理摘要：文章對(duì)電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因及其危害進(jìn)行了總結(jié)，為了防止電網(wǎng)受到電力供電設(shè)備產(chǎn)生諧波的危害，討論了諧波相關(guān)參數(shù)理論計(jì)算方法和檢測(cè)諧波的手段，并針對(duì)其提出了治理諧波的有效方案。關(guān)鍵詞：方案；抑制；工程；危害；諧波中圖分類(lèi)號(hào)：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：由于電力機(jī)車(chē)、電弧爐、電子裝置等非線性設(shè)備越來(lái)越多地應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中，但是，電力電子裝置、設(shè)備的廣泛應(yīng)用也因電網(wǎng)諧波污染問(wèn)題而影響了供電質(zhì)量。電力系統(tǒng)的三大公害分別為功率因數(shù)降低、電磁干擾、諧波。諧波對(duì)電力系統(tǒng)造

2、成了污染，系統(tǒng)電流、電壓波形產(chǎn)生畸變，增加了電力元件的損耗，對(duì)儀表正常的工作狀態(tài)造成了影響。高次諧波污染不但對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成了威脅，而且成為電力電子技術(shù)的發(fā)展的障礙。所以，電力系統(tǒng)諧波的治理問(wèn)題刻不容緩。諧波的產(chǎn)生與影響周期電氣量的正弦波分量頻率是基波頻率的整數(shù)倍為諧波。諧波電流源產(chǎn)生了諧波，當(dāng)非線性設(shè)備被施加了正弦基波電壓時(shí)，設(shè)備所施加的電壓波形與吸收的電流不同，因此，電流產(chǎn)生了畸變，電網(wǎng)與負(fù)荷相連，當(dāng)電網(wǎng)中被注入諧波電流時(shí)，設(shè)備成為電力系統(tǒng)的諧波源。通常，電流、電壓波形的畸變也源于電力

3、系統(tǒng)諧波問(wèn)題。非線性設(shè)備產(chǎn)生諧波，非線性設(shè)備就是諧波的諧波源，作為非線性設(shè)備的諧波源分為2類(lèi)，⑴現(xiàn)代電力電子非線性設(shè)備，隨著科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化程度，大量電力電子技術(shù)和裝置也被廣泛應(yīng)用，人們?cè)谏a(chǎn)生活中大量接觸、使用到的如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、家用電器等，以及電力電子裝置，都屬于諧波源。這些電器與電力電子裝置及其二極管整流電路、晶閘管相控整流電路、開(kāi)關(guān)電源等會(huì)造成大量的諧波電流產(chǎn)生。⑵電弧爐、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器等傳統(tǒng)非線性設(shè)備，變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)是整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧波的關(guān)鍵所在，

4、作為感性負(fù)荷其使用最為最廣泛。電機(jī)設(shè)備處于暫態(tài)擾動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，這時(shí)的設(shè)備正處于非正常運(yùn)行以及負(fù)荷發(fā)生劇烈變化的狀態(tài)下；在線槽中，陷入了旋轉(zhuǎn)電機(jī)的繞組，不能達(dá)到按正弦分布的線槽產(chǎn)生了畸變的磁動(dòng)勢(shì)；作為主要的諧波源，諧波含量取決于變壓器勵(lì)磁電流的鐵心飽和程度。施加電壓為額定電壓，諧波電流含量小，鐵心在現(xiàn)行范圍內(nèi)工作，但電業(yè)升高時(shí)，增加大量諧波電流含量，鐵心在飽和區(qū)工作。諧波對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響：⑴通信系統(tǒng)受諧波的影響，對(duì)于信息處理設(shè)備及通信設(shè)備而言，較高次諧波會(huì)產(chǎn)生影響和干擾，跟隨頻率，導(dǎo)線之間

5、電感電容耦合作用成近似線性上升。（2）自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)裝置受諧波的影響，諧波會(huì)使機(jī)電型繼電器的時(shí)間延時(shí)特性發(fā)生改變，并對(duì)斷路器的開(kāi)端能力產(chǎn)生影響，這時(shí)由于機(jī)電型繼電器的動(dòng)作受電流零值或峰值和電壓控制；對(duì)于三次諧波電流和零序電流，電流繼電器不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效區(qū)分，會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，從而導(dǎo)致電網(wǎng)事故的發(fā)生。另外，諧波會(huì)使晶閘管的觸發(fā)裝置產(chǎn)生出發(fā)錯(cuò)誤，還會(huì)對(duì)正常工作狀態(tài)下的儀表測(cè)量工作帶來(lái)影響。⑶電容器受諧波的影響，電感與電容器形成串聯(lián)諧振回路，放大諧波的同時(shí)，會(huì)燒毀電容；吸收大量諧波會(huì)熔斷熔斷器，導(dǎo)致電容

6、器過(guò)流；諧波還會(huì)縮短電容器的使用壽命，使電容器介質(zhì)發(fā)熱，增加其損耗。⑷電動(dòng)機(jī)受諧波的影響，一方面，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，脈動(dòng)干擾力矩對(duì)設(shè)備作用，進(jìn)而產(chǎn)生較大噪聲，所以，負(fù)序基波電流和諧波電流的有效值之和通常小于電動(dòng)機(jī)額定電流；另一方面，在電動(dòng)機(jī)短路阻抗上,諧波電壓產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)負(fù)序基波電流和諧波電流，引起電機(jī)發(fā)熱，促使電動(dòng)機(jī)繞組產(chǎn)生附加鐵耗和銅耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使電機(jī)燒毀。⑸變壓器受諧波的影響，電動(dòng)機(jī)和變壓器既是諧波的受害者，也是諧波的制造者。通過(guò)變壓器的鐵芯和繞組，諧波電流和諧波電壓加深了變壓器的鐵損和銅損，從而使

7、運(yùn)行噪聲、產(chǎn)生共振、容量裕度、絕緣能力等變壓器的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)受到影響，隨著變壓器溫度升髙，其使用壽命和安全穩(wěn)定性也會(huì)大大降低。檢測(cè)諧波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、廣義d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換法、瞬時(shí)無(wú)功功率理論法、小波變換法、傅立葉變換法、模擬濾波法等諧波檢測(cè)方法是以時(shí)域理論和頻域理論為基礎(chǔ)的。早期的諧波電流的檢查方法采用陷波器濾除基波電流分量后，獲得諧波分量，也其實(shí)現(xiàn)采用了模擬濾波器。該方法存在對(duì)電路元件參數(shù)和電網(wǎng)頻率波動(dòng)敏感、誤差大、設(shè)計(jì)難度大等問(wèn)題。伴隨微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入推廣，對(duì)無(wú)功電流和諧波的檢測(cè)可以采用

8、傅立葉分析方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法能夠獲得所需的無(wú)功功率及諧波，它的計(jì)算根據(jù)所采集的周期電流值來(lái)進(jìn)行。但是，該方法存在檢測(cè)結(jié)果未能及時(shí)反映當(dāng)前無(wú)功電流和諧波、延遲檢測(cè)時(shí)間、計(jì)算所需工作量大、兩次變換較為復(fù)雜、需要一定時(shí)間的電流值等缺點(diǎn)。在瞬時(shí)無(wú)功功率Q和瞬時(shí)有功功率P的定義的基礎(chǔ)上，把三相電路的電流和電壓瞬時(shí)值變換為正交坐標(biāo)系上，在根據(jù)所定義的瞬時(shí)無(wú)功功率q,瞬時(shí)有功功率P，后q、p的直流分量可通過(guò)低通濾波器獲得。得出A、B、C相的諧波分量和基波分量。諧波的治