4050601期5机建电信蔡江电力系统中的谐波污染与防治.docVIP

4050601 电力系统中的谐波污染与防治 蔡江（大庆石油管理局热电厂） 主题词：电力系统 谐波 电网污染 防治 近年来, 电力中非线性负载的逐渐增加，如变频驱动(UPS)、节能在电力的生产传输、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。这些非线性电气设备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，但由于它们有电流不随着电压同步变化的非线性的特性，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。1、增加了发、输、供和用电设备的附加损耗由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍，高频电流流过导体时，因集肤效应的作用，使导体对谐波电流的有效电阻增加，从而增加了设备的功率损耗、电能损耗，使导体的发热严重降低设备的效率和利用率 (1)对电机的影响在电系统中，用户的电动机负荷约占负荷的85%左右。因此，谐波使电动机附加损耗增加的影响最为显著。(2)对电力变压器的影响 谐波使变压器的铜耗和铁耗增大，因此要减少变压器的实际使用容量。除此之外，谐波还导致变压器噪声增大，随着谐波次数的增加，振动频率在1KHZ左右的成分使混杂噪声增加，有时还发出金属声。 (3)对输电线路的影响在集肤效应的作用下，谐波电流使输电线路的附加损耗增加。谐波还使三相电力系统中的中性线的电流增大，导致中性线过载引起中性线发热。对于电力电缆线路，和谐波放大，造成绝缘击穿的事故。(4)对电力电容器的影响2、影响继电保护和自动装置的工作和可靠性　　谐波对电力系统中以负序量为基础的继电保护和自动装置的影响十分严重如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰则会引起发电机负序电流保护误动、变电站主变的复合电压启动过电流保护装置负序电压元件误动母线差动保护的负序电压闭锁元件误动以及线路各种型号的距离保护、高频保护、故障录波器、自动准同期装置等发生误动，严重威胁电力系统的安全运行。3、和计量仪器指示和计量　　电力计量装置都是按50Hz的标准正弦波设计的，当供电电压或负荷电流中有谐波时，感应式电子式电能表不利于供电部门而有利于非线性负荷用户。4、对用电设备的影响智能建筑中自动化及电子信息设备对于采用晶闸管的变速装置，谐波可能使晶闸管误动作，或使控制回路误触发。, 造成噪声干扰和图像紊乱。会造成灯光亮度的波动（闪变），影响工作效益。 三、防治谐波的谐波是关系到电系统供电质量的一个重要问题，它不但与供电部门有关，而且还关系到广大电力用户电器设备制造厂的切身利益。为减少电系统的谐波采取以下技术措施： 1、装动态无功补偿装置，提高电系统承受谐波的能力　　在技术经济可行的条件下，可在谐波源处装设动态无功补偿装置：静止无功补偿装置或更先进的静止同步补偿装置，以获得补偿负荷快速变动的无功需求、改善功率因数、滤除系统谐波、减少向系统注入谐波电流、稳定母线电压、降低三相电压不平衡度等。、装滤波装置为了减少谐波对电力系统的影响，在谐波源附近防谐波电流的产生，从而降低谐波电压。防止谐波电流危害的方法，一是被动防御，在已产生谐波的情况下，采用传统的无源滤波方法，减轻谐波对电气设备的危害。 另一种是主动预防谐波电流的产生，即有源滤波方法。其原理是利用可关断电力电子器件产生与负荷电流中的谐波分量大小相等相位相反的电流来消除谐波。变频传动装置变频传动装置是主要的谐波扰动源，建议采取以下措施抑制其引发的谐波畸变：①在变频传动装置上加装一直流接扼流圈，其可等效为在直流母线电容器前滤波电路中的一个电感，它可降低流入电容器的线路电流变化率，从而降低电流峰值，改善输入电流波形。②在变频传动装置上接输入电抗器该电抗器可过滤高频干扰，提高防电涌水平和减少谐波。其作用原理也是减缓流传动装置电容器电流的d i / d t，从而降低了电流的畸变水平。③某些变频传动产品利用两台并联的6脉冲整流器（12脉冲整流器）通过相位变换有效地消除谐波。一般是用特别设计的12脉冲变压器来实现电源的相位变换，该措施能降低90％的电流畸变水平。 、增加流装置的相数　　流装置是电力系统的主要谐波源之一。理论分析表明，流装置在其交流侧与直流侧产生的特征谐波次数分别为pk±1和pk(p为整流相数或脉动数，k为正整数)。当脉动数由p=6增加到p=12时，可以有效的消除幅值较大的低频项，从而大大降低了谐波电流的有效值。 采取消除或抑制谐波危害的防范措施如下：1）在根据负载确定电力变压器额定容量时，应考虑谐波畸变而留有量。一般应保证变压器负荷率为70％～80％左右，该负荷率的工程裕量即可