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供电系统中的谐波及其抑制

发布日期:(2018-05-12)   点击次数:

一、概述 在理想的情况下,优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形,即产生谐波。我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我国取工业用电频率50Hz为基波频率)整数倍的正弦波分量,又称为高次谐波。在供电系统中,产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷)供电的结果。这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波,导致供电系统的电压、电流波形畸变,使电力质量变坏。因此,谐波是电力质量的重要指标之一。谐波的危害表现为引起电气没备(电机、变压器和电容器等)附加损耗和发热:使同步发电机的额定输出功率降低,转矩降低,变压器温度升高,效率降低,绝缘加速老化,缩短使用寿命,甚至损坏:降低继电保护、控制、以及检测装置的工作精度和可靠性等。谐波注入电网后会使无功功率加大,功率因数降低,甚至有可能引发并联或串联谐振,损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注,为保证供电系统中所有的电气,www.1336.com,电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作,必须采取有力的措施,抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。

二、谐波产生的原因在电力的生产,传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。在发电环节,当对发电机的结构和接线采取一些措施后,可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。在其它几个环节中,谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备,如:变压器、电抗器等;(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如:气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等;(3)以电力电子元件为基础的开关电源设备,如:各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备等,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,也就是说,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。接入低压供电系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。所谓稳定的谐波电流是指由这种谐波的幅度不随时间变化,如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波,这类设备对电网来说表现为恒定的负载。由激光打印机、复印机、微波炉等产生的各次谐波的幅值随时间变化,称之为波动的谐波,这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。随着电力电子设备使用的不断增加,同时这些设备产生的谐波又具有较大的振幅,所以目前它们是供电系统中的主要谐波源。

标签 供电系统 谐波 波及 及其 抑制
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