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电能质量心得
学习心得
在国际电工标准中定义,谐波为一周期量的正弦波分量,
用电设备与电力设备急剧增加的同时,也给电网注入了大量的谐波,造成了很多危害,必须引
起我们的高度重视。
1 谐波的产生
谐波的产生来自于3个方面: 发电源质量不高输,配电系统,用电设备。
1) 相控晶闸管整流设备. 当晶闸管整流装置采用移相控制时,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也
:由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%.
2) 变频装置.
变频装置由于采用了相位控制,除含有整次谐波外,还含有分数次谐波.
3) 电弧炉.
从电弧炉电流的表达式可看出,电弧炉是一个典型的谐波源.
4) 荧光灯等气体放电类光源及家用电器. 它们均给电网带来奇次谐波电流.
2 谐波的危害
1 对供配电线路的危害 2 对电力设备的危害
1) 对变压器的危害.
谐波使变压器的铜耗、铁耗及噪声增大.
2) 对电力电缆的危害. 由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大,集肤效应越明显,从而导致导
体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小。
3) 对电动机的危害.
谐波使电动机的附加损耗增加,效率降低.
4) 对低压开关的危害. 对配电用断路器而言,全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热;电子型
的断路器,谐波也使额定电流降低.
5) 对弱电系统设备的干扰. 对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,谐波通过电磁感
应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰。公用电网中的谐波产生 1 电源本身以及输配电系统产生的谐波。由于发电机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
匀一致等制造
和结构上的原因,使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势,但由于其值很小,一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。
在输181配电系统中则主要是变压器产生谐波,由于其铁芯饱和时,磁化曲线呈非线性,相当
于非线性器件,饱和程度越深波形畸变也就越严重,再加上设计时出于经济性考虑,使磁性材
料工作在磁化曲线的近饱和区段,从而产生谐波电流。电源和输配电系统虽然产生谐波,但这
两方面产生的谐波所占的比例一般都很小。 2 电力系统负荷端大量的大功率换流设备和调压装置的广泛应用产生的谐波。如荧光灯、电弧炉、变频设备、家用电器等。这些用电设备具有非线性特征,即使供给的
是标准的正弦波电压,也会产生谐波电流注入系统,给电网造成大量的谐波,甚至会因为参数
配置问题使得局部区域产生放大,由用电设备产生的谐波所占比例很大,是电网主要的谐波源。
谐波源的种类
带平波电抗器或直流电机负载的晶闸管相控整流装置是最早出现的电力电子型谐波源,
这种谐波源一般被当作电流型谐波源,其滤波器设计可以采用无源支路和系统进行分流的方
法来进行优化和计算。
随着电力电子技术的发展,出现了一类整流桥后面并联一个大的滤波电容的负载,这类负
载在家用电器和变频器等领域得到了广泛的应用。虽然这种谐波源单个容量并不大,但是当大
量使用时(如变频器群)也会产生很大的谐波干扰。这类非线性负载一般被当作电压型谐波源。谐波的检测和分析方法对电力系统谐波问题的研究涉及面很广,如谐波源分析、谐波检测、畸变波形分析、谐波
抑制等,其中很重要的一个方面就是谐波的检测,它是解决其他谐波问题的基础。但由于电力
系统的谐波受到随机性、非平稳性、分布性等多方面因素影响,要进行实时准确的检测并不容
易,因此,随着交流电力系统的发展,也逐渐形成了多种谐波检测方法,如模拟滤波、基于傅氏
变换的频域分析法、基于瞬时无功功率理论的检测方法、小波变换、神经网络等。电网的无功补偿与谐波治理由于大量非线性电力负荷的增加,给电网的正常运行带来了功率因数降低、电磁干扰和
谐波污染的问题。功率因数过低,将会导致大量的电能浪费、设备利用率降低和电压偏差过
大等;谐波电流的存在,则会引起波形畸变、电力设备基波负载容量下降和电力装置产生谐
振等严重问题,有的电力系统甚至引起电力设备损坏事故。近几年我国电力发展突飞
猛进,电力系统的结构日益复杂,大量的非线性电力负荷投入电力系统中,给电力系统的正常运行带来了一系列的问
题,其中最为严重的就是功率因数降低、电磁干扰和谐波污染三大公害。在并联装置中,除了超高压并联电抗器之外,主要用来对电网的容性或感性无功功率进
行调节。就电力网而言,无功补偿既可以补高压侧,也可以补低压侧。对一般用户而言,在低压侧补偿将可以降低投资、减少能量
损耗、