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浅谈谐波及无源滤波与有源滤波(1)

本文介绍了谐波源及类型,谐波的危害,阐述了谐波治理及无源滤波与有源滤波的区别。

谐波源及类型

如果正弦交流电压加在设备上,产生的电流却不是正弦交流电流,这样的设备就称为非线性阻抗设备,简称非线性设备。不是正弦波形的交流电就含有谐波成分,所以非线性设备也称为谐波源。

工业电网中主要的谐波源有三种类型:三相桥式整流回路在每一相的正负波形上都会产生波形变化,一个周期里就有六个非正弦的波形,所以称为六脉波设备。六脉波设备的谐波很有规律,会产生六的倍数加减1次数的谐波,即5、7、11、13、17、19……次谐波,而且随着谐波次数升高谐波幅值会逐渐降低,所以通常只需要处理5、7、11、13次谐波。

这类设备包括有三相桥式整流器的所有设备、比如直流驱动器、变频器、软启动器,UPS电源等等,是目前工业用电设备中最常见的一类谐波源。

类似工业电弧炉这样的设备工作时,电流波形变化很频繁,会分解出次数和幅值不断变化的谐波。

非线性的单相设备,比如带有单相整流环节的电子仪器等等,因为三相不对称原因会在零线上形成3次零序谐波。

1 谐波对电力系统和各种电气设备的危害

谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或串联谐振,使谐波电流放大几倍甚至几十倍,造成过电流,引起电容器、与电容器相连的电抗器和电阻器的损坏,甚至引起严重事故。

谐波会导致继电保护和自动装置的误动作、熔丝非正常熔断,同时也会导致电气测量仪表计量不准确。

谐波会造成变压器、电动机等机械振动,噪声、温升显著增加,绝缘寿命缩短。

谐波会引起设备和线路额外发热,增加损耗、加速绝缘老化、降低使用寿命。

谐波能延缓电弧熄灭,造成事故扩大。

谐波导致三相四线系统中的中线电流显著增加,引发系统故障甚至事故。

谐波通过电磁感应和传导耦合等方式会对邻近的通信系统产生干扰,轻者引进噪声,降低通信质量;重者导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。

谐波会引起生产设备运行不稳定,造成产品不合格率上升,降低企业效益。

谐波影响各种电气设备的正常工作。据统计,由于谐波而破坏的电气设备中,并联电容器约占70%,其中串联电抗器约占30%。

谐波电流使电力系统中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电、用电的使用效率。

来源:环球市场信息导报
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