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非线性负荷/谐波对电力系统的影响!

北极星智能电网在线  来源:云回路微信公众号    2016/8/1 15:32:25  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:随着工业技术的发展,不断有新的电力电子装置和其他非线性负荷(又称为畸变负荷)接入电网,导致电网谐波水平逐年升高。这些非线性负荷在电网中产生的谐波会不同程度地影响电能质量,甚至会引发严重的电气设备事故。要了解非线性负荷,必须先了解谐波和谐波畸变的几个常识。

谐波畸变的定义

电力系统中的线性负荷不产生谐波,谐波畸变是由电力系统中的非线性设备引起的,流过非线性设备的电流和加在其上的电压不成比例关系。虽然加在设备上的电压是理想的正弦波,但流过其中的电流却是非正弦的,即出现了谐波畸变的问题。当电压有较小增加时,电流可能成倍增加,并且其波形也将发生变化。

谐波畸变产生的原因

电力系统谐波的产生主要来自电源和负荷两大方面:其一是发电机和变压器制造上的缺欠以及风能、太阳能发电方式造成的;其二则是用户端非线性负荷造成的。就电网的发展来看,后一种原因即非线性负荷的飞速发展较前者影响更大,是造成谐波污染的主要根源。

当某一负荷施加正弦电压,其电流若和该电压及负荷阻抗成正比例关系,并随电压波形的变化而变化,这种负荷就叫做无畸变的线性负荷,如电阻性负载、恒速电机和同步电机等;当某一负荷在每半周期产生的电流和施加的电压不呈比例关系,而是呈现出非正弦畸变波形,这种负荷就属于非线性负荷,如大容量闸晶管、可控硅整流器、逆变器、变流器等电子设备,以及电弧炉、化工电镀设备、变频起动电动机,甚至蓄电池充电器、镇流器等。不可否认,这些技术型设备在提高系统传输能力,改善了人民生活水平,但同时也使电力系统中产生了大量的高次谐波,从而加剧了电网电压、电流波形畸变水平,恶化了电网运行状况,导致电网谐波污染日益严重。其后果是电能质量降低,损耗增大,损坏设备,甚至引起系统故障。

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