供电系统中的谐波治理及无功补偿.docx

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1、供电系统中的谐波治理及无功补偿I谐波对年期性非正弦电旗进行傅立叶统数分解.除了和刎与电网革波顿率相同的小罩.还依J到系升大于电网基波顿车的献M,这都分电Ift被称为i?i波，谐波领事。及波顿等的比值s=ftvn称为谐波次数.谐波事实上是-WI扰Iib使电网受到“污染其械军依图一1为2Wn(40.2谐波过向公用电网注入谐波电流或在公M电网上产生谐波电压的电气谀符例为谐波源.具书11强性特性的电气设每是主要的谐波源,针对大津港这特定供电环境由W.经大解电科院浦试.十卷的谐波源是采纳文交及安猱词速的田头机械,这包设备取用的电流是非正弦形的.K谐波，Rf靛1：系统正弦电FR产生崎变.谐波电流的所取决谐

2、波海i2备本身的特性及具工作状况，而与电网淤散无关，故可视为恒而海.各种曷用笆电路产生的谐波次数与其电路形式盯关，林为谖电路的特征谐波，除特征谐波外，在三相电度不平衡,触发曲冲不对核或II3定工作”:态R上述电路还会产生非拘在谐波.进行谐波分析和计算量有袁义的是特征谐波.15.7.II,13次等.当电IH按仃多个谐波德时,由各谐波源的同次谐波电藻竟量的相位不同,其和将小于各电扇的算术和.变压器激磁电流中含有3.5,7等各次谐波(fi1.由于变压潺的1副边跳组中总6-母为角形接法，为3次谐波供应了通路，故3次谐波电液不能入电M,但当各相激窗电说不平衡时，可使3次谐波的残余玳(Ai彩可达20)逃入

3、电M-3谐波传输对多电压等级的电网.耳谐波的特点是谐波电波由低反|流向高MJ.1小M则参数无关,可视为恒衽源.谐波电压由用压倒传输到低压制，可视为恒压源.在进行谐波分析时，就是依率这个也则构造电网的谐波等效电路，3.1电网无件的叙率特性在谐波领率苞区内,由丁涡流和戏磁场作用.电M尤件的谐波参数要考虑长战效向.即发MiS和导线的等效电见RH1.做率的上升而惭加.等效电炒1.前顿率的上升而降低.电法.耳修和电容身的电容CM本不随领率变更而保持恒定.负毅用抗与续季的关系依负我的不同而讣.3.2电网等效电路电M可以由电网各元件的谐波等故R”、加和Cn阻成等效臂络.相N称电阳的等效电界图通常栗纳生相去示

4、.依据等效电路计算各做率下的节力0的矩阵Yn,求出与抗Zn.i1.算谐波电压Un=Zn1.n.4谐波1箱为使电网谐波电在保持在允许俄以下.必需限制谐波源注入电臂的谐波电潦聚.大多数工业发达W家相潍州定了电M谐波管理的标港或规定.谐波管理标准的制定是里于电Si相存性的吼姬，即在个共同的电磁环境中，电气设备既能正常工作又不得过家地干扰这个环境我出己卜1典3年做布了IH刖电力系统谐波的国家标准电徙境嫌:公用电网谐波GBTI4549-93),规定了公用电网谐波电板限点和用户向公用电网注入谐波电流的允许也5谐波欣然谐波墙加电气设缶的热糊把.干扰凡功能落至引发故障.为外谐波可对信忠系统产生较本糊含干扰.5

5、.1 电动机谐波电压在电动机坦路网抗上产生的谐波电流和电动机负样某液电流I也使设备产生附加热担任.井H在电动机总动时尚洁发展成I扰力知，谐波电流和负序4波电说行效值之和殁不得大于电动机额定电泡Icft=J5-10.5.2 电容器谐波可使电容端过洗发热.石关规程规定电容器长期匚作电流小将超过1.3倍嵌定电荒(UUn).位谐波源旁边的电容或甘浓波电齐SS通常核较高的电流有效值特殊Mi.5.3 电彳装置谐波电仄可使必间管他发装理发生触发错误，甚至导致设法故田,谐波也会对电网音领以M系统和计算机产生不电影啊.5.4 通讯系统在2.5kHz以下导段间电爆电容1合作用前频率他近似线性上升,特殊企较岛次谐波

6、会对通讯及信息处理设备产生干扰.6谐波抑制将:.相桥式电路的脓动敝从6提高到12.可消退5次、7次谐波.将多个谐波观按同-段母线.和M谐波的相互补偿作用也Ur扉低电网谐波含Ii1.当谐波M留出规程允许KI成柠电网在谐波范IH内在谐振时,通常设?I单那谐泄波薄汲取特征谐波“对于”次及以上的谐波.可设H个俞通沙波器.双波路也会汲取电M原有谐波并可能导致过鱼荷.般通过调够失诺率.降区品项内数或%通过附加电f装置限制电流值来龙开过负荷.电容；可通过申联电抗器形成谐波培塞网络.以防止电容器谐波过负荷.一股神：1：联谑报属率定在250HZ以下.7电网中含有谐波状况下的无功补偿7.1 对原仃变流器角荷的外修

7、当电网接有谐波淞例物例如攵而然等)时.不能将补铁电杏洪干Ift接干电M.闪为电容甥。电网阻扰形成并联谐振向路，在时语报频率避行估算时，可以依据电M板路功率Sk和电容器改波补偿咨MQJ计靛V尸HQdfk)在5次谐波短率下电网具有谐振.并取双抗XP大大上升,由谐波激发出的5次谐波电流流入靖抵网路后，会产生很高的谐波电压，谐波电压费想在基液电IE上，导致电压波形发生蛤变,在电网和电叁Jft之间St渣的平热电流可达谐波源发出的电流的数倍,即谐波放大,此时变儿和电杏戕承殳大于正常状况的华荷.tm.1.ew运行F过负荷状态,加逆维绿&化,我至击穿爆Jtb可以依据电网阻抗和电容;S容抗预先计口出并联语板顿车

8、，训壑电容器容聚配置.使井联诙报荻率与特征谐波顿率保拈西定的距高,避开谐波放大.但居实际的电Mm抗不为常ft.而时常处于不断变更之中,很碓完全避开谐椽.特殊当电容不分01调整运行时,状况更切“用.当须要对接有谐波源设落的电网进行计卷时.必诟实行技术排使.将外联游幅点移到平安位置.血实践注明Ai牢钵的方法就是在电容算网路中小联电抗：,7.2 电一耦回路串电执电容器小电机后形成个小联调撤回路.在谐照知率下呈现出很低的用抗(理论上为0).假如事联游振轶率与电M特荏谐波嫉率样.如成为观滋波M路.假加只汲取少嫉谐波.Wifi：jiKjI-IKi.失谐波网路的主要用途是防止谐波放大.泄波效果不大.何路申或

9、谓振城率通常低于电网的最低次特征谐波领率,即设定为必拔匆I率的3.84.2倍.工程计。公式为：电抗潺电抗X1.=电容器容抗XC的百分比(X)或齐:电抗器功率Q1.=电容器用波容IitQC的仃分比(X)电抗器电抗或容Ift一殁为电容得容抗或容Irt的6-7。在选择XX时，谐振次数为V=4.O8.失谐渔波网路只汲取少做5次及以上的谐波.谐波浪产生的谐波的大部分流入电网.电容器本尿依!Kff1.科达到的功率因数位碉定.纯波波路的t安用途是汲取谐波.同时补偿然波无功功率.在中联渐振状态下.浅波回路的合成明抗XS接近于0,因此可对相关清波形成-fi(-.在谐接领率以下波波Iq咯R容性.因此使鸵脩出杏性基

10、波无功功率以扑便影性Jt功功率.在谐振频率以上波波回路呈感性.由于递液网路在谐振点以下里养性所以在具特征演率以下又与电网电陵形成并联诙抵网路假如在这个频率范困内没仃特征请波,则并联谐振对电网不会产生危杏.设计迪波网路Bb应从域低次谐波起先，例如对于6肺功桥式交流器的谐波，应从5次谐波把无役置浊波网跻.多个滤i网路的并联谐板城率.当电容抽形楂线.则/波H路的芾也较本般设定为整在谐波频率的96-我.以使平蚤电网的嫉率波动和环境温度变更引起的电容fit的麦更谜波回路除/输出生波无助功率外,还要承受谐波负荷多个不同i%探然率的海波擀在两个过。点间会出现个并联谐拣点.7.3 滤波网路的无功功率词第由十注

11、波回路的主要任务是汲取电阳谐波,所以限IW了对荔波无功功率进行调整的地续性,只徙对在个时路进行投切,投入的依次为从低次到高次，切除的依次为从码次到低次，对于在Irt较大的补偿池波装A,可以实行纯泌波路和失i怕电波路结含的方法,即纯流液川路固定运行,卡卜便械本例荷.失清濡波网路作为调够运行.时干低压谐波装?1.也可以实行多个同次泣浪网路并联的方法，但需用面以F两点：A失谐浊波W路可以井底运行，用于对迪波效果没有严格要求的场所.b)同次制谐池波向路并联运行会出现问题,在谐振频率FPI路IU抗理论上为0.但事实上电说不行能在2个支路间平均安排，共主要缘由：一由J元件制作谟差、环境B度受史、电容Je老

12、化和元件容丝的动作等因素影D.导致各支路阻抗不为0,并且互有整异.电监和电方的谢谐精收的限制.不行健将两个支路的金效调如完全一样,假如两个网次找波网路中的一个在特征谐波顿奉下1A想性.一个出杏性.则会产生并联谐fti.使谐波放大.假图势过势济技术比较须要果热并联方式,J以将两个文珞均弱为在特征谐波箱率下呈翅性.trv1.各支跳电阻接近.可以较好斛决电流安推问跣.似是注液效果要降低.假如Ht要汲取谐波,又要保挣因禁的收拄性，可以采纳并联支路的方式，即若I个同次浊波臼路同时接入电14a支路的电咨同时并联，形成一个总的泄波网路，谓壑时可以投切其中的一个攻多个井我支路,这种方式不会出现支路间的并联谊振

13、，同时提网了池波收JK.除了时电在潺分组调整以外，时于负缺波动常见的场合，采鲂动茶补偿及汤拔尖置足H住的解决方案.7.4 滤波回路的选择选挣浊波网络有以下两个吼则：*）主要Mr汲取谐波降低电网电压马变延液无功补偿居次瞿史置-h）提高电网功率闪散，同时汲取i吉波.电容器容及按无功补恺的察求配置.7.5 滤波网路的效吨在谐振轶率下泄波同路仍IH共有电U1.内光会产生损耗.图6政理图中超视了全部其他负蜕,包括电观电容.但并不影响计观精确度.电容器容城越小,谐振曲戌越及，旦失谐,会行大Sti皆波电流进入电M.电容册容R越大.池波效果也厘好.从旗囚数变更时谐振曲蝶“在特征谐波为边变更，在池波!S因港领车

14、与谐波顿率相等或相近的状况K,W数越高，沌波效果越好.考虑到电容器和电抗器制造技术和费用等条件，品般因数股花3080之何.谐波分流特性只近用r谐波源和港波哥也定状态,在谐波源（例B可逆轧机传动）动志变更过程中清波电流的华次变更均会引起洸波相盛荡.波波戕H路电胤越火（&疾IStk第小）,则候将时间超，3但浅波效果要降低.对于顿聚变更的谐波源负战.在过波过程期间，电网要收受较大的谐波电滋.7.6 电网分析与计算设iH卜借装置和滤波回路时.除了计第选界元部件叁数外对丁特定的供电系统还维蚣进行详细电冏分析,模拉出设笛投入后预期的牧果.浅析供电系统中谐波的危右及其抑制措施I谐波是怎样产生的电力系统的谐波

15、是电力系统电压波形产生畸变的表征港潴的产生来自于电力电子设符.11我性IU抗谀备知共它方面的干扰.天中电:我备谓彼源的韭本元件大部分栗纺非找件元件.工作波形为非iE弦波.石的产晶是切电正弦波执行工作的，如可控硅鬃流电能齐；有的产品是将行流淞变换成方波工作.W!S.开关电源等这些产品与电力系统发生关系时，都雁使电力系统的M波产生大M的崎变。而攀线性IU抗收招常利用将抗涡流工作或利用容性电肉做功，如电算机、电抗拓、移应炉,电Mi炉等.这些产品在运行时可使电流产生大幅收地浪涌、尖冰冲.造成电力系统的柴波产生崎变.形成电源污型.2电力谐波造成的危咨对于电力系统来设，电力谐波的他出上要收现皆以下几方面：

16、2.1 指加箱.他和用电收各的额外附加摘耗.使谀饴的温度过热,得低设%的利用率和经济效益.由于诺波电流的顿率为某波频率的侪妆倍,高领电流流过导体时.因集秩效应的作用.使导体时谐波电流的有效电用增加.从而靖加/设备的功率损耗、电解粕耗,使球体的发热严峻.2.1.1 冶加场电找路的功耗谐波电流使输电姚路的电能损耗拢加，当注入电网的游波顿室位于在网络谐振点务边的i三报区内时，对输电线P）公造成绝绿击穿.由广谐波次数跖频率上升,再加之电观导体检面枳越大的肤效应超明显.从而导段导体的河通电阻增大.使称电缆的允许通过电流减小.与架空线路相比.电维战路对地电室要人1020倍.而停抗仅为其1/31/2,所以很

17、简洁形成谐波渐抵，造成绝缘击穿.2.1.2 对变压器的危古谐波会大大指加电力变压器的铜损和快报.降低变压器有效出力，语波导致的啖出，公使变电所的娱出污染折数趣标,影响工作人员的身心Itt康.由于以上两面的恂耗绵加,因此哽IItM变压器的实际运川容中.除此之外,清液还好致变压擀喉卢弟大,有时还发出金屈朋.21.3对电力电容洪的危害含有电力谐波的电压扣在电容噌两渊时由于电容噂对电力谐空阻抗很小.谐波电流费加在电容却的封爆.使电容器电流变大，混僮上升，寿命缩短，引起电容器过负苻接至爆炸，同时谐波还可能与电答;S一起在电网中造成电力诵次谐振，使故障加剧,2.2 出响Itt电优批和自动装置的工作率拿性特

18、殊对于电磁大继电鸿东说,电力谐波常会引起继电爱护及自动装贸以动成也动，使其动作先去选抒性，牢期性降低.简洁造成系统*故.产故城电力隹统的平安运行.2.3 对用电设备的危缶电力的波会使电视机、H算机的图形的变,用面亮慢发生波动变更，并使机内的元件i度出现过热,使计算机及数据处理系统出现靖误,严岐找至胡告机;S,此外,电力清波还会对测量和计电位的指示不精确及整施装置等产生不艮影响.它已经成为当涧电力系统中影响电恁货房的大公省.愫应电动机.和变H；器“3N”次谐波）产生不变的磁场.0!是因为谐i矩率收麴.故型性扳代大火增高而将谓波能埴以热的方式放H1.他庠的落波产生反方向我转的度场（相时于基波向宫）

19、，而使电机的力矩下降,并和零序谐波样.产生更多的损耗.正序谐波产生正向箕转磁场来加大力拒.它和领序篁一起,可造成电机的振动而降低电机寿命.2.4 彬响电网的崂成电力系统中的港波能使电M的电压与电流波形发生M变,从而降低电M电IK,并停电网的存h1.3电力谐破的抑制措旗为了供电系统的谐波河题.从管理和技术上町实行以下措施，3.1 产格战利执行有关电力谐波的国交标准.加强管理我国1998年12月14日发布了IS家标准GBI7625.1-I998以压电气及电）设省发出的谐波电流限值（设备每相偷入电流16A）要求购置的用电设备,经过试验证明,符合该标准限值才允许接入到配电系统中.此外.1993的国嶷标

20、准GB.TI4549-I993（电便质所公用电网炳液3规崖了注入公共好接点的谐波电流允许值的用户，必需安笠电力南液造液JS，以IU制注入公用电M的谐波，3.2 加强断波色架源的监测主管郤门对所招电网进行系统分析.正确测量.以1定谐波落位置和产生的缥由,为谐波治理打算充分的Ki始科：在酹波产生起伏较大的堆方，可设置长期观祭点.收嫩本旅的数据,对电力用户而言.可以K1.ff供电部门供应的电力是否满噬要求I对于供电部门而言,可以评估电力用户的用电役符是否产生了拉标的谐波污柒，3.3 在谐波淞处中用nunuut中城悟应炉的电浓系统此电力系统中数量址大的谐波源.常见的为中筑炉和高痂想内炉电源等.我G肤冲

21、中蝴*主要产生5、7、II、13次特征谐波等；对于I2除冲换近中秋炉,主要为1I、13、23、25次特征谐波.股状加下,小型倏液袋置采纳。脓冲.较为大型枭纳12脉冲.如炉变压SS接成Y/丫蟹.或#采纳两台炉变压;K供电.对中燃炉滤波装置.我川二仃IRfr斗利的先例.装Ie一般设计两条以上回路.黑纳组合沙波方式进行电能IfiJR治理：I、依据不同的中婉炉和不同电压等级，我力利用成熟技术向用户供也50丫一3$KYiw波治理兼无功计便或我装置：2,依据不InJ的治理I1.标和需求,我幻会提出湎理方案.建议成套W置是否地川无源戏波然或者有必泄波器，还是无源和右该混合方式城茂；3、依据用户中知炉效果和负

22、得分布状况，我们会依据性价比最好的纪则，确定轨时的个中领炉治理，还是进行乡8集中海理,满起用户的各种霜求.IOKN或小JK1.KY的状波IId1.我In一般票纳户内布果tft柜式或/渠式结构：对于35KV栗S枢聚结构,一般以户内布置为好.35KY以上警微,-械部为户外布赏.工程方式找/曲笈纳交tM匙工程,并对用户工程师进行培训.对于中领炉,我打奴建议采纳无海沧波器，其姑构简洁,成本低.运行蘸护便利.同样能修达到治理目标,被广泛应用于冶炼，机械垢工企业中.计对不同的中领炉,我公词研发设计出各种中顿炉专用探潴波WB1.并依据实际状况为川户专业定做电用量蝮ItIHUE电银炉是利用电Mi徙来冶炼金IW

23、的种电炉,工业上应用的电弧炉可分为三类：第一类是卜脆加热式，电弧发生在专M电极格和被熠斑的炉林之间，炉料I储受到电贝热，主要用于炼钢，其次也用于饱烽铁.铜,耐火材料、精生用液等I其次类是何技和热式.电弧发生在两极专用电极怫之间,炉料受到电弧的轴W热，用于烙炼身.铜台金等，这种炉了啖出大.烙爆收JA若.己渐帝被其它炉类所取代：第三类稀为矿热炉（见矿热炉专用戕波补悌装置）.电孤炉世兄.相式,通过专M电钝炉变压器供电，变技曙高压W通常为6.3KV、IOKV.35KV,也“HOKV.假压他却常为一百多伏至T多伏.日前常M的电浓炉规格主要在21KKrr炉之向.电弧炉冶煤礼本分为两个阶段.焙化期和用炼期，

24、焙化期由于存在大后胤体未培构，炉子状态不秘定，这时电液波形不规律,芾波台fit大.t2、3.4.5.6.7等较为低次游波,含有大fitI富网网波并作HI电&波动和闪变.杼致电冏电乐和电流的崎变.精炼期电贝炉杨定.谣波含及不大.谐波泄液S是抑制谐波电压和谐波电池崎变的主要方法之一.假如治理I1.标计对电反波动和闪登以及：福电能不邛衡.SVC，a正型动态无功功率扑便*F1.I1.前是设好的方法.我们土要针对电贝炉的特性，非标或计成套电取炉专用泄波补慢设位,通过上海领步科技公司开发计兑机仿真软件,对于不同工业、不同广充电旗炉进行特地收计,目肺我公司设计成Jt安装的电遍炉专用注波补偿装置和SVC装置有

25、四十余套.正在平安、控济,车猿、有效地运行着.电SJMr用*KttK电液炉是种利用申熔电流产生热能恪化插入渣池的臼耗电极.金胧烙湾通过沛液清洗后.在水冷玷晶?中结晶成电渣锭的一种特殊泊圾设备.电渣炉在烙烛的限制过程中，呆燃以调整脉冲传耳移相用来限制可控硅壑流器的输出电流.印调壑破询变压器的激磁电流达到IUM变儿般的次输出电儿.以1刖信号取M沟通攵疑战的输出嫉串.谈第t速开修电机的拈速达到双制自耗电极插入熔泄的深度，1制冶煤电流的H的.由于可控挂集流!S和沟通变独睛花运行中要产生谐波污柒电网,所以供电部门常要求用户实行治理措依.在电洪炉接入的廉统中.主要存在5次、7次*11次.)3次及以上的i%

26、j,因此采纳适当的注液器不蠢清除其特征港波，我公司当M7处理此类谐波的装置.主要陆理处在.系统增加收调谐加高通的密令浊波暴.能波败果特别明显.-5工就可以达到国标有关谐波治前的要求，同时依据须变补偿乘统的无功.般如采纳APFa源池液繇进行址合.效果都更加志向.丁勃炉专用也U矿热炉主要指硅铁炉、黄珀炉.电石炉等主要以电IH方式加热的Jft熔炉,是种耗电城I1大的工业电炉.依据就热炉的结构特点以及工作特点,矿热炉东统电抗的70%是由短M系统产生的,而短网是一个大电落工作的系统.以人电Ki可以达到I:万安培.因此43网的性能确定了旷热炉的性使.正是由广这个缘由,闲此小热炉的自然功率因教很雁达到(I.

27、85以上，绝大多数的炉子的自桃劝军因款都在O.70.8之间，校怔的功率因数不仅使交戌器的效率下降,洵耗大Ja的无用功.H被电力部门加收顺外大侬电力罚款.同时由于电极的人工取制以及堆料的工艺.导致三相同的电力不平衢加大.以高不平面度可以达到20%以上.这片政冷嫉效率的低下,电费增ft.因此提i处网的功率闪效，降低电网不平恻就成降低僮耗，出i而斑效率的仃效手戌。般如实行适当的措S1.提高也M功率因ttJ以i到以下的效果：(1)降低电耗520%提高产IH5%10%以上.这能够蛤企业带太好的经济效战,投入的改造费用可以在节约的电费中短用内收回.为了解决矿热炉功率闪数低下的问题，我国目前般米纳电在扑信的

28、方式东解决,通常是在福乐瑞进行无功补偿.在高压端进行补偿依第以上特点,我公司设计的补偿找置有两种状况：、Ifti仄端电容?该装W接于炉登IK器的鸟从然或环琉母找偈.在补馋无功的同时还具有戏除谐波的功能，不但能够清立无功补偿的须要，短过池波，注入电网的谐波也能达到标准，该装也安装无需长时间停产，Jfi川己安装生产中的Ir热炉的无功扑fi.可杜绝因为功率因索低向被加收的电皆劲率调恪府.二、短网补悌ITSC型矿热电炉低压自动无功补偿装？I是领步（中国）电能班M设&仃双公司研制的应阳干工矿企业的低压大容Jft无触点动态无功补偿装理,有别于传统矿热炉高4补钱方式.我补卷点干暇接入矿热电炉饪压短网电极茶并

29、依据实际工况动态无触点投入及切除补偿电容器if1.,在旷格电炉各种工况状况下，向其供应法Ift的无动支持.从而提高系统功率因数，降低短网总电流，避而降低播耗,Jfi加安乐器有收出力，装置柔纳品问评备件实现过零投切.同时为保证在芯宪环境下工作寿命.在电流枪走后.投入接触器用替代可控破工作.在保证长期枪定车旅工作的状况下实现了投切电容器无冲击、无涌通,此补偿装置性价比好，可适用于各种布依新安装的硅铁炉.钠铁炉,然铁炉.电石炉等矿热电s炉的t;自动无功扑偿.不（H可消过被扣收的电力劲率调常欢.而F1.能降低N丸,提Ai产M.切专用皿和扑俄”变城技术在木代的速件领我胃傥方向仃芾无可为代的地位.节的的电

30、能行时能达到304以匕效益特别可观,效着变领器H益广泛的杵及和应M.其占电网总负荷的比例已处桩来植大,其中大部分额定电压为三和380Y的交代交率变疑洪（以下得称女软战）.Wtifu.随之将来的阿他芾波何跣也越超殳到各变领般用户和供电部门的关注-由丁支版有的整法郃分一股为三相仝波不行柱整流.直流回路采纳火电容作为滤波器-这样.谡物变颇JS的网偈输入电压波形基本上是正弦波，但输入电流是煤冲式的充电电流，含物丰富的诙波,表现在M旭的右5.7.I1.13.15、17.19次谐波电流.殷以大以5、7次为主.大波形加图1所示.Mt型负毂在运行中娈消耗大M的无功电i,但是滑波会使无功补偿装置不住正常运行，并

31、且导表一现代化的相宓R?相机床无法运行,因此对运用变频涔的系统实行i皆液治理措施兄&J.的我公司针对麦城多谐波的特点.设itV用的高、低沃灌波装置.可有效能除变版装产生的谐波,同时对系统逆行有效的无功补偿,满意广何运用变项器的用户需求.,产品中心+（xaye*MwH1.-整应大专川系列全B1.免费W热纥，400-706-1826q色金H提煤和化工行业热要运用电解这工艺,因而离不开大功:的整流装J1.我们如属,整流装员会产牛.大MiK波.对电M的电能原牙影峋极k.时大功率：相至投桥6歌祭泡装置来说，由祭泡装H产生的港波占全渔曲波的近2533、.对电网的危古收大.产生的特GEi%波为6N1.次.即

32、在阀弱的特征次数为5次7次,11次13次、17次.19次、23次、25次等，以5次、7次谐波更Stit大，依次逆城，网（WWr点产生的特征谐波同的则，元中以5次故大.7次次之.依次通M.挈旅变儿潴祖带出相懒I并联运行可组成12,网偈特征次侬为I1.次、13次、23次、25次等.以11次、13次城大，若网何或阀何担心装找波装置.注入电网的总谐波电见会槐过国标,注入主变的特征谐波电流也会超过用标允许i.通波公造成配电裁城.变压器发热，无功卦偿笠贸无法投送.那低通讯旗M,空气开关谯动作.发电机喂报等不良后腰.般来说.在籁统较大的电网,采纳无源泣被FC）装Ia即可滤除共将衽谐波.法比治理的H标.利如电

33、网系统小，谐波治理的目钵空求高,除安装大容疑无源涉波装置外，可以混合运用小容*的有源海波得（MT）,以达到电能哽Irt泡理的较高要求,对于不向技废方式的祭流找代金统，我们的专业i被补偿装过仃不同的计时性设计,经过现场的源试,可为用户“量身定做”,实行最符合现场实际的治理案谐波对电力系统的危害及预防措施摘要：随着工业生产自动化的不断提高，半导体器件的问世发展，特殊是大型可控硅及逆变器等非线性负载的逐步增多，而这些非线性负载能把商次谐波电潦注入电网。从而引起电网系统电压和电流波形发生畸变，使电网受到严峻污染。关键诃：谐波趋肤效应随着工业生产自动化的不断提海，半导体器件的问世发展，特殊是大型可控硅及

34、逆变器等非线性负载的逐步增多，而这些非线性负载能把高次谐波电流注入电网。从而引起电网系统电压和电流波形发生畸变，使电网受到严峻污染。高次谐波就是频率为基数倍的一系列波的“总汇”。工频系统的二次谐波频率为100HZ,三次谐波的频率为150HZ,依次类推。电力系统中渐次谐波与基波合成的结果是造成电网电压波形畸变的主要因素.高次谐波的畸变次数及振幅值的大小，将确定对电网污染，破坏的程度，及对用电设备的危害大小。高次谐波最主要来源：个人计算机，各种硅整流设备、含有二极管（电容式）电源设备、电弧炉设备、中频电源设备、各种变频逆变器、斩波器等装置。其中对电网污染域重、对用电设备危宙最大的当属可控硅中频电源

35、和烧钢用的电弧炉设备，下面主要探讨高次谐波的危害及预防措施。高次谐波对各种电气设备的危在：非线性负我产生的谐波电流，能够在电力系统的某些设备上明显的反映出来，常见的有变压器和中性线。在电动机、发电机和移相电容器中也有些表现.由于电压畸变，所含的高频成份聘造成发电、输电、变电、配电和用设备过热、损耗增大、系统过电压、失控等。工频电流在输电导线截面内是匀称分布的，而高频电流则产生严惩的趋肤效应，使导线有效电阻增大。如30OmIn2导线，通过工频电流时，靠近中心一半工半面积上的电流密度为平均值的90%,表面一半面积上为100%这时，电流密度为平均值的90%,表面一半面枳上为110%,这时，电潦在导体

36、上的总的损耗为内外两部分之和。Ii2Ri+I02R0=(0.9/2)I)2.2R+(1.1/2)1)2.2R=1.01I2R随着频率的上升，趋肤效应也越来越加显著，有效电阻也越大。300HZ时为1.21倍,420HZ时为1.3512%由于电流波形为变,流过导体的电流除基波外，又增加了高次谐波电流重量“接有大量非线性负载的电网损耗将增大，导体发热更加泮竣，系统用电设备也将工作不稳定等。中性线：在三相四线制系统中，中性线将受到接在相电质上的非线性负数的影响在正常状况下，三相线性负载平衡时，中性线的电流为零。当存在非线性负载时，某些高次谐波即奇次谐波会在中性线里校加起来。如由三次谐波序列构成的负载电

37、流越来越多时，更多的未被抵消的电流将会在中性线中流淌。在这种状况卜.，中性线的过电流还会在中性线和接地线间产生高于正常的电*迭落。地果中性线电流特殊大,甚至超过其导线额定电流的80%,则必须要切除部分次要负载，否则就必然增加中性线的技面积。电力线路，当谐波电流通过架空线时，可能产生串陕谐振，甚至造成危急的过电压电力电缆在谐波电压作用下，其绝缘材料会因所含的少量气体电离并经一新电气、机械、物理和化学变更而加速老化。绝缘强度降低，泄漏电流增大，使寿命缩短。如正常工频电流电压寿命为25年，而在含有五次、七次谐波电流电压作用卜.，寿命仪为9年。谐波的危害可见般。高频大幅度谐波还可能引起局部放电，产生内

38、部击穿状况。实例1，我厂总降至钢炉变压器6KV油浸纸绝?象电缆，是80年前后铺设的。该电缆:93年5月起，多次发生短路故障，最近的次时间间隔为1个月。测试中发觉该电缆绝缘降低，泄洵增大，现在该电缆已报废电弧炉即上述提到产生高次谐波的设备之一，是造成该电缆提早退出运行的缘由。谐波对变压器的危害：当较高频率的电流注入变乐器时,将产生趋肤效应和邻近效应，在绕组中引起附加损耗与变压泯铁芯有关的铁损亦有增加.丁是变压器将产生相当大的热地。假如变压器一次侧接线为三角形，二次侧接线为星形，那么非线性负载将使该变压器承受额外过热之古。由于非线性负载使支路电流含有较多渐次谐波电流，而诸奇数谐波电流不但不能抵消，

39、反而会叠加，以谐波电流在中性线中流淌。当该电流返回星形结线的二次绕组时，它被感应到角结线的一次绕组，并形成环潦。这个环流成为产生额外热量的缘由，且对谐波电流本身产生的热量起助长作用。谐波电压还会使变压器激磁电流增大，效率降低，功率因数变坏。当谐波电压长期存在且较为严峻时，将会危及变虚器生绝缘。对电容器的危害：由于电力系统线电压的畸变，电力电容器损耗增加、过热。电容潜是频率的敏感元件。电力电容器在电力系统中犹如一个谐波汲取器，将使电容器严惩过电流。电容器和电力系统中的感性元件也能形成谐振电路，假如这个揩振回路的疹率等丁或接近系统中某次谐波重珏的频率，就会产生谐振，造成过电压、过热。谐波对感应电动

40、机的危害主要是电压谐波畸变会使三相感应电动机过热，如长期有谐波存在，将对电动机的运行寿命构成严竣危胁。谐波对配电盘的危击的基本征兆是发热，或是由过热造成损坏。在配电盘里，可能出现的过热点是中性母线及其连接点,它们往往我仃过量:的中性线电流。谐波还会使各种表计误差加大，使电讯线路产生干扰。高次谐波其它危害还有：使半导体器件本身有误触发、丢脉冲等，使电力系统无动功率增加，功率因数卜降。同时对一些电子设备，仪器也将产生程度不同的影响，以至于不能正常运用。实例二：笔者于97年，对我厂北方管件公司6KV电缆进行预防性试验时，发觉试验用仪器根本无法运用，升压到IKV时，仪涔内部爱护即动作。空机试验也无法升

41、压。当时怀疑仪器本身仃故障，可是该仪器在其它区域测试时，切正常。后来，乂到北方管件测试时，一切正常.通过对该公司电源明疥的测量，发觉该电源中工频电流有严竣的高次谐波，高次谐波是造成电子设备无法正常工作的主要缘由。后期对高次谐波的产生，做出了相应的预防措施。高次谐波的防止对策：综上所述，大量非线性负载的接入，沟通工频电流将成为含有高次谐波的崎变电流，它们流经电源和系统中的阻抗时,使供电电压波形发生畸变,这给电网及系统中运行的设备、仪器带来很大的危害，因此，探讨抑制消退电力系统中的高次谐波，确保电力系统免遭污染侵害是特别必要的。消退或抑制谐波的对策可以两方面考虑。是从非线性负载本身入手,使它们尽可

42、能削减谐波电流的注入量。二是设法变更系统中谐波电流的流向，以消退和防止谐波的影响。通常的做法有：1 .在非线性负载回路增设谐波波波器。主要适用于可控硅整流装置,中频电源装置及各种电子逆变器等,泄波器可以对某些谐波产生剧烈的汲取作用，以削减谐波电流有含量。采纳单调谐泄波器可以对513次谐波进行滤波，对】7次以上的谐波则应采纳高通4波器结线。2 .时非线性负载的供、配电回路耍分开独立设置，供电电变压器必需运用Y接线方式，即一次便为Y接，二次侧为角接，其它用电设备不宜与非线性负载共用一台供电变压器，如从经济角度考虑，需用一台变压潺供电时须对非线性负载产生的谐波电流成份予以防治，以确保其它用电设备的牢

43、苑、平安运用。3 .对变压器的爱护方法爱护变压潜的个途径是把变压罂上的负载员限制在其额定值的某个百分数范围内。这被称为降低变压器额定容量法。这是美国计算机和商业设备同业协会供应的方法.采纳这种方法降低额定容量，必需测量变压器二次侧各相的有效值和瞬时尖峰值。这种方法比繁琐，也不特殊试用。在负载处安装谐波滤波器，不但能消退该变压落的谐波电流,而且可以防止高次谐波串至连接在这个电力系统上的其它易受影响的用电设备也可以采纳更强的冷却方式，以降低变压器因高次谐波引起的额外的热量.4 .爱护感应电动机的方法：感应电动机对供电线路电压谐波畸变率特殊敏感.，一般阅历证明，电动机供电电压的总谐波的畸变率不应超过

44、5%。为此，感应电动机应接在一条独立馈线上，其端电压的畸变就会削减，此外，应当实行削减给非线性负载供电的线路的阻抗的措施，即增大导线截面枳。或在非线性负载处增加谐波浦波器。谐波问题在没有得到很好的解决之前，只能会越来越严蛟，随着我国工业自动化水平不断提高，对电网的供电质量的要求也公越来越高。在不久的将来，谐波污染，侵害电力系统状况会逐步得到根治。电力系统谐波及滤波技术O前吉我们知道，在电力系统中采纳电力电子装置可敏捷便利地变换电跖形态，为用户供应海效运用电能的手段。但是.电力电子装置的广泛应用也使电网的谐波污染问题日趋产咳，影响了供电场.敬，目的谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三

45、大公害.因而了解谐波产生的机理.探讨消退供配电系统中的高次谐波问咫时改善供电瓶鼠和确保电力系统平安经济运行有着特别主动的意义。!谐波及其起源所谓谐波是指一个周期电气Ift的正弦波重量,其颇率为基波短率的整数倍.周期为I-211的非正弦电压U(,在满意狄里赫利条件下，可分解为如下形式的傅里叶被数：式中频率为ns(n=2,3)的项即为谐波巾，通常也称之为高次谐波。应当用总，电力系统所指的谐波是程态的工频整数倍数的波形，电网新态变更诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不强谐波范明：谐波与不是工娠将倍数的次谐波(娠率低于工颈基波频率的史瓜)和分数谐波(频率非基波频率整倍数的分数)有定义上的区分.

46、谐波主要由谐波电流流产生：当正花基波电压施加于非战性设备时，设法汲取的电流与她那的电压波形不同，电流因而发生了骑变，由于负荷与电网相连，故谐波电流注入到电网中，这也设得就成了电力系统的谐波源”系统中的主要谐波源可分为两类：含半导体的非线性元件.如各种整流设备、变流器、交直流换液i殳备、PWM变软器等节能和限制用的电力也设备：含电弧和铁磁IE线性设备的谐波源，如11光灯、沟通电弧炉、变压器及铁段谐振设备等。国际上对电力谐波问题的探讨大约起源于五六卜年头，当时的探讨主要是针时高压出流输电技术中变流器引起的电力系统谐波问施.进入7()年头后的着电力电子技术的发展及其在工业、交通及家庭中的广泛应用，谐

47、波问遨口趋严峻,从而矶起世界各国的高度乘视.各种国际学术组织如电气与电子工程师协会,国际电工委员会(EC)和国际大电网会议(CIGRE)相继各自制定了包括供电系统、各项电力和用电设符以及家用电器在内的谐波标准.我国国家技术监督局于1993年颁布了国家标准GB/T14549-93C电能质量公用电网谐波.标准给出了公用电网谐波电压、谐波电流的取制tt1.如国内某轧钢厂的400OkW沟通变频同步电机的调速系统，在某种工况下5次谐波含砧达到15.88%.7次谐波含量达7.9%另外.低于电网城率的次诺波和大小的分数次谐波，使电流总谐波畸变率最高时可达25.87%.更H总谐波的变率最高时可达6.19%.远

48、高于国家标准GB/T14549-93电能质疑公用电网谐波3,可见，谐波对电网的污柒是相当严岐的，2裔次谐波的危害谐波污染时电力系统的危害是严埃的主要表现在：1)谐波影响各种电气设备的正常工作.对如发电机的旋转电机产生附加功率损髭、发热、机械振动和噪声；对断路器，当电流波形过零点时，由于谐波的存在可能造成高的did1.,这将使开断困难，并且延长故障电流的切除时间(2)谐波对供电线路产生了附加根耗.I1.1.于集肤效应和邻近效W使线路电阻陋短率增加而提高.造成电能的奢侈：由于中性线正常时流过电流很小，故其导筏较细，当大麻的三次谐波流过中性线时，会使导战过热，损古绝缘，引起SI路扶至火灾,(3)使电网