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电网谐波的产生来源及抑制方法(2)

北极星智能电网在线  来源:众致达电控    2016/7/1 12:08:29  我要投稿  

二.谐波的危害

谐波会产生各种各样的危害主要有:

⑴由于谐波的频率较高,使导线的趋肤效应加重,因此铜损急剧增加。同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。

⑵谐波会影响表计的计量精度。从原理上进行分析:谐波源将其吸收的一部分电网电能转变为谐波发送到电网中去,因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算,从而导致计量误差。对于机械式电能表还会由于高频率谐波所产生的高频涡流阻力而变慢。在高次谐波严重的情况下(例如中频炉)会严重影响电能表的计量精度,导致莫名其妙的丢电现象。

⑶精密电子设备(包括电子式电能表)会被严重干扰,导致不能正常工作,甚至烧毁。

⑷所有接于电网中的设备的损耗都会增加,温升增加。含有电容器的设备受影响最为严重,甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故。

⑸电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降。

⑹继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。

当电网的谐波污染程度小于国家标准的规定时,通常不会对系统造成影响。随着污染程度的增加,谐波的影响就逐渐显现出来。在谐波严重超标的情况下,如果不进行谐波治理,往往会产生很严重的后果。

三.谐波的抑制

对电力谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流,以便把谐波电压控制在限定值之内,抑制谐波电流主要有三方面的措施:

(1)降低谐波源的谐波含量:也就是在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。

具体方法有:

增加整流器的脉动数:整流器是电网中的主要谐波源,其特征频谱为:

n=Kp±1,则可知脉冲数p增加,n也相应增大,而In≈I1/n,故谐波电流将减少。因此,增加整流脉动数,可平滑波形,减少谐波。电力电子装置常将6脉波的变流器设计成12脉波或24脉波变流器,以减少交流侧的谐波电流含量。理论上,脉波越多,对谐波的抑制效果越好,但是脉波数越多整流变压器的结构越复杂,体积越大,变流器的控制和保护变得困难,成本增加。

脉宽调制法:脉宽调制技术的基本思想是控制PWM输出波形的各个转换时刻,保证四分之一波形的对称性。根据输出波形的傅立叶级数展开式,使需要消除的谐波幅值为零、基波幅值为给定量,达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的,目前采用的PWM技术有最优脉宽调制、改进正弦脉宽调制、Δ调制、跟踪型PWM调制和自适应PWM控制等。

三相整流变压器采用Y/Δ或Δ/Y的接线:三相整流变压器采用Y/Δ或Δ/Y的接线形式,这样可以消除3的整数倍次的电力谐波,从而使注入电网的谐波电流只有5、7、11……等次谐波。

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