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公用電網諧波
鎖定
- 中文名
- 公用電網諧波
- 外文名
- harmonics in public supply network
- 危 害
- 引起電網電壓波形畸變等
- 抑制方法
- 裝設無源電力諧波濾波器等
- 應 用
- 電力系統維護等
- 學 科
- 電力學
公用電網諧波相關術語
(1)公共連接點:用户接入公用電網的連接處。
(2)諧波測量點:對電網和用户的諧波進行測量之處。
(3)基波(分量):對週期性交流量進行傅立葉級數分解,得到的頻率與工頻柑同的分量。
(4)諧波(分量):對週期性交流量進行傅立葉級數分解,得到頻率為基波頻率大於1整數倍的分量。
(5)諧波次數(h):諧波頻率與基波頻率的整數化。
(6)諧波含量(電壓和電流):從週期性交流量中減去基波分量後所得的量。
(7)諧波含有率(HR):週期性交流量中含有的第h次諧波分量的均方根值與基波分量的均方根值之比(用百分數表示)。
(8)總諧波畸變率(THD):週期性交流量中的諧波含量的均方根值與基波分量的均方根值之比(用百分數表示)。
(9)諧波源:向公用電網注入諧波電流或在公用電網中產生諧波電壓的電氣設備。
公用電網諧波諧波危害
高次諧波對電網的危害有以下幾方面:
1.引起電網電壓波形畸變
供電系統電網電壓波形應為正弦波,由於諧波源向電網注入諧波電流,在電路阻抗上產生諧波電壓降,與正弦波電壓疊加,造成電網電壓波形畸變,影響供電電能質量。
2.影響電力電容器正常運行
並聯電容器的容抗與頻率成正比。高次諧波的頻率比基波大好幾倍,因此並聯電容器受諧波作用時,容抗大大下降,這就使電容器對諧波電壓特別敏感。在高次諧波電壓作用下電容器出現嚴重過電流,引起温升過高。有時甚至出現並聯電流放大和串聯電壓諧振,燒壞設備。
3.影響其他電氣設備的正常運行
高次諧波對電機也有影響,會引起旋轉電機過熱,影響發電機出力。有時還會引起、變壓器等設備產生雜音和雜散磁通渦流過熱。
4.對電子儀器和繼電保護的正確工作造成影響
高次諧波對電子儀器和晶體管繼電保護的工作特性造成影響,使誤差增加,性能變壞,可能造成誤判斷、誤動作。特別是對樞紐變電所的繼電保護或鐵路信號系統造成影響,一旦H{現誤動作會造成嚴重後果。
5.對電力線路和通訊線路的影響
公用電網諧波測量方法
(1)諧波電壓(或電流)測量應選擇在電網正常供電時可能出現的最小運行方式,且應在諧波源工作週期中產生的諧波量大的時段內進行(例如,電弧鍊鋼爐應在熔化期測量)。當測量點附近安裝有電容器組時,應在電容器組的各種運行方式下進行測量。
(2)測量的諧波次數一般為第2到第19次,根據諧波源的特點或測試分析結果,可以適當變動諧波次數測量的範同。
(3)對於負荷變化快的諧波源(例如,鍊鋼電弧爐、晶閘管變流設備供電的軋機、電力機車等),測量的間隔時間不大於2min,測量次數應滿足數理統計的要求,一般不少於30次;對於負荷變化慢的諧波源(例如,化工整流器、直流輸電換流站等),測量間隔和持續時間不作規定。
(4)諧波測量的數據應取測量時段內各相實測量值的95%概率值中最大的一相值,作為判斷諧波是否超過允許值的依據。對負荷變化慢的諧波源,可選五個接近的實測值,取其算術平均值。
公用電網諧波抑制方法
1.減少大功率靜止變流器產生的諧波
對於大功率靜止變流器,採取下列措施抑制諧波:
1)提高整流變壓器二次側的相數和增加變流器的脈動數。
2)使用多台相數相同的整流裝置,使整流變壓器的二次側有適當的相角差。這是抑制高次諧波的基本和常用方法之一,其效果相當顯著。
2.裝設無源電力諧波濾波器
單調諧濾波器主要用來濾除較為嚴重的低頻單次諧波。雙調諧濾波器相當於兩個並聯的單調諧濾波器,它同時吸收兩種頻率的諧波。與兩個單調諧濾波器相比,它減小了迴路,基波損耗較小,但它結構複雜,調諧較困難,一般用在高壓大容量裝置中。高通濾波器有一階減幅型、二階減幅型、三階減幅型和C型。一階減幅型由於基波功率損耗太大,一般不採用;二階減幅型的基波損耗較小,且阻抗頻率特性較好,結構也簡單,故工程上用得最多;三階減幅型基波損耗更小,但特性不如二階減幅型好,用得也不多;C型濾波器是一種新型的高通型式,特性介於二階與三階之間,基波損耗很小,只是它對工頻偏差及元件參數變化較為敏感。
3.裝設有源電力濾波器
前述的無源電力濾波器有不少缺點,例如:①有效材料消耗多,體積大;②濾波要求和無功功率補償、調壓要求有時難以協調;③濾波效果不夠理想,只能做成對某幾次諧波有濾波效果,而很可能對其他幾次諧波有放大作用;④在某些條件下可能和系統發生諧振,引發事故;⑤當諧波源增大時,濾波器負擔加重,可能因諧波過載不能運行。