電力諧波的產(chǎn)生、危害及治理方案

(廣州王楠電子科技有限公司020-61267682)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來了電力供應(yīng)的短缺。為了解決電力供應(yīng)的短缺，一方面要建設(shè)許多新的電廠和輸電線路，另一方面要有效利用現(xiàn)有的電力資源，減少電力損失。諧波是導(dǎo)致電能損耗增加和供電質(zhì)量下降的重要因素。本文分析了諧波的基本特征，詳細(xì)闡述了配電網(wǎng)諧波的來源和危害，總結(jié)了控制諧波的方法。

關(guān)鍵詞：諧波產(chǎn)生、諧波危害、諧波治理、無功補(bǔ)償

一、諧波的產(chǎn)生及危害

電力諧波對電網(wǎng)(包括用戶)的危害非常嚴(yán)重。是一種人們看不見，聞不到，摸不到的權(quán)力污染。所以經(jīng)常被人忽略。對于電力系統(tǒng)來說，諧波是個(gè)可怕的問題！1。諧波的危害主要表現(xiàn)在

當(dāng)電網(wǎng)中的電壓或電流波形不是理想正弦波時(shí)，意味著它包含頻率高于50Hz的電壓或電流分量。我們稱頻率高于50Hz的電流或電壓分量為諧波。當(dāng)諧波頻率是工頻的整數(shù)倍時(shí)，我們稱之為整數(shù)次諧波，通常用次數(shù)來表示。比如頻率為5倍(250Hz)的諧波叫5次諧波，頻率為7倍(350Hz)的諧波叫7次諧波，以此類推。當(dāng)諧波頻率不是工頻的整數(shù)倍時(shí)，我們稱之為分?jǐn)?shù)次諧波。這類諧波通常直接用諧波頻率表示。例如頻率為1627赫茲的諧波。2。諧波產(chǎn)生的原因很多。有兩種常見的類型。較好種是由于非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波，如可控硅和開關(guān)電源。這種負(fù)載產(chǎn)生的諧波頻率是工頻的整數(shù)倍。比如三相六脈沖整流器主要產(chǎn)生5、7次諧波，三相12脈沖整流器主要產(chǎn)生11、13次諧波。第二類是逆變器負(fù)載引起的諧波，如中頻爐、變頻器等。這種負(fù)載不僅會(huì)產(chǎn)生整數(shù)次諧波，還會(huì)產(chǎn)生頻率為逆變器頻率兩倍的分?jǐn)?shù)次諧波。比如一個(gè)三相六脈沖整流器，工作頻率為820Hz的中頻爐，不僅會(huì)產(chǎn)生5次和7次諧波，還會(huì)產(chǎn)生頻率為1640Hz的分?jǐn)?shù)次諧波。電網(wǎng)誕生的同時(shí)也存在諧波，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)和干式變壓器都會(huì)產(chǎn)生少量的諧波。然而，由于產(chǎn)生大量諧波的電氣設(shè)備越來越多，以及電網(wǎng)中大量并聯(lián)電容器引起的諧波放大，諧波的影響越來越嚴(yán)重，逐漸引起人們的重視。當(dāng)電網(wǎng)中的諧波電流大到電壓波形失真時(shí)，我們稱之為電網(wǎng)污染。電網(wǎng)的污染程度用電壓波形失真率表示，簡稱THDu。根據(jù)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549—93 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》，10KV電網(wǎng)的THDu應(yīng)小于4，400v電網(wǎng)應(yīng)小于5。諧波不同于無功電流。無功電流只影響電網(wǎng)電壓，增加供電系統(tǒng)銅損，通常不影響用戶或測量精度。諧波的影響可謂“無孔不入”。當(dāng)電網(wǎng)被污染時(shí)，電網(wǎng)中的所有設(shè)備和負(fù)荷都會(huì)受到影響。諧波和無功還有另外一個(gè)區(qū)別：無功電流總是不經(jīng)補(bǔ)償傳遞到發(fā)電機(jī)，而諧波電流通常被電網(wǎng)中的設(shè)備和負(fù)載吸收。3。諧波造成的危害列舉如下：(1)由于諧波的頻率較高，加劇了導(dǎo)線的集膚效應(yīng)，所以銅損急劇增加。同時(shí)，干式變壓器的鐵芯不能適應(yīng)快速變化的磁通量，導(dǎo)致鐵損急劇增加。.諧波會(huì)影響電表的計(jì)量精度。從原理分析：諧波源將其吸收的電網(wǎng)能量的一部分轉(zhuǎn)化為諧波發(fā)送到電網(wǎng)，因此電能表會(huì)將諧波能量計(jì)算為發(fā)電量，導(dǎo)致測量誤差。對于機(jī)械電度表來說，由于高頻諧波引起的高頻渦流電阻，它會(huì)變慢。因?yàn)樵诟叽沃C波嚴(yán)重的情況下(如中頻爐)，電能表的測量精度會(huì)受到嚴(yán)重影響，造成莫名其妙的電能損耗。(3)精密電子設(shè)備(包括電子電能表)會(huì)受到嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致運(yùn)行異常甚至燒毀。所有接入電網(wǎng)的設(shè)備損耗和溫升都會(huì)增加。含電容器的設(shè)備受影響較嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備損壞和電容器爆炸。.電機(jī)負(fù)載的輸出轉(zhuǎn)矩由于諧波的逆階而降低。.繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)可能因諧波而導(dǎo)致誤操作或故障。當(dāng)電網(wǎng)諧波污染程度低于家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通常不影響系統(tǒng)。隨著污染程度的增加，諧波的影響逐漸顯現(xiàn)。在……里 #p#分頁標(biāo)題#e#

諧波源的特性非常復(fù)雜，因?yàn)橹C波的產(chǎn)生不僅取決于負(fù)載本身，還取決于電網(wǎng)的短路容量、電網(wǎng)的組成以及電網(wǎng)中其他負(fù)載的性質(zhì)。所以濾波器不能做成成品，必須通過我們技術(shù)人員對諧波源的現(xiàn)場測試，然后根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。

二、諧波控制的工作原理

無源濾波器主要由濾波電容、濾波電抗器等LC濾波器件組成，不僅起濾波作用，還起無功補(bǔ)償作用。LC濾波器主要有調(diào)諧濾波、雙調(diào)諧濾波、高通濾波、C型濾波等。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)諧波電流和無功功率需求的分布和大小，設(shè)計(jì)了幾組濾波器，每組濾波器對應(yīng)一定的諧波具有低阻抗。高通濾波器對截止頻率以上的諧波呈現(xiàn)低阻抗，C型濾波器具有調(diào)諧頻率寬、損耗低的特點(diǎn)。濾波器的分組需要精確計(jì)算，既濾除了主諧波電流，又滿足無功補(bǔ)償?shù)囊?。同時(shí)也防止了濾波器和系統(tǒng)阻抗在某一整數(shù)頻率下并聯(lián)諧振引起的諧波電流放大。廣州王楠電子科技有限公司成功研發(fā)的TXB800無源濾波器消諧無功補(bǔ)償裝置，可以根據(jù)每個(gè)用戶的具體特點(diǎn)，快速合理地提供精度。

三、產(chǎn)品的主要特點(diǎn)

1.專為用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造，可同時(shí)濾除2倍至60倍的諧波電流，濾波效果明顯(平均諧波電流

2.既能治理諧波又能補(bǔ)償無功，治理后諧波達(dá)到家標(biāo)準(zhǔn)要求,并可

節(jié)電10-30。

3.濾波裝置投入后用電質(zhì)量可明顯改善，可改善沖擊負(fù)載引起的電流沖擊，減少電壓波動(dòng)和抑制電壓閃變，提高穩(wěn)定性，改善電壓質(zhì)量。功率因數(shù)可提高到0.96以上，使用戶線損降低可提高配電干式變壓器的承載效率，濟(jì)效益明顯。

4.采用高性能防涌流接觸器投切各濾波支路，完善的控制系統(tǒng)，保護(hù)功能齊全，具有短路保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)等，運(yùn)行可靠，操作簡單。

四、諧波治理后帶來的好處

1.安裝諧波治理裝置后，有效的降低了諧波電流，增加了干式變壓器的有效容量，可增加相應(yīng)的帶載能力，減少擴(kuò)容所需的投資。

2.安裝諧波治理裝置后，可有效的降低干式變壓器的損耗，提高干式變壓器的安全運(yùn)行系數(shù)，保證對諧波敏感的保護(hù)裝置

和器件不發(fā)生誤動(dòng)作。起到節(jié)能降耗的目的。

3.節(jié)電率達(dá)10～30，諧波濾除率為70～80減小集膚效應(yīng)，熱損、銅損、鐵損、磁損、噪音大為下降，符合家對能源節(jié)約和降耗的指示和可持續(xù)發(fā)展的要求。

4.有效抑制諧波電流，10KV側(cè)滿足標(biāo)GB/T14549-93優(yōu)化供電質(zhì)量，避免因諧波造成的交流電波形畸變而造成電網(wǎng)計(jì)量具不準(zhǔn)而被當(dāng)?shù)毓╇姴块T罰款。

總結(jié)：廣州南網(wǎng)電子科技有限公司設(shè)計(jì)的TXB800系列無源濾波消諧補(bǔ)償裝置，能夠有效解決諧波的危害。既能治理諧波又能補(bǔ)償無功，可徹底解決諧波污染及提高功率因素，經(jīng)濟(jì)效益明顯。TXB800無源濾波消諧無功補(bǔ)償裝置采用世界上較先進(jìn)的諧波治理技術(shù)，可同時(shí)濾除2次到60次的諧波電流；校正能力 5％THDi.無源濾波補(bǔ)償是實(shí)際應(yīng)用較多、效果較好、價(jià)格較低的解決方案，它包括三種基本形式：串聯(lián)濾波、并聯(lián)濾波和低通濾波(串并混合)。其中串聯(lián)濾波主要適用于三次諧波的治理；低通濾波主要適用于高次諧波的治理；并聯(lián)濾波是一種綜合裝置，它可濾除多次諧波，同時(shí)提供系統(tǒng)的無功功率，是應(yīng)用較廣泛的電源凈化濾波裝置，深受廣大客戶的好評。#p#分頁標(biāo)題#e#