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保定瑞祥電力設(shè)備有限公司
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閱讀：72發(fā)布時(shí)間：2015-10-28
在配電網(wǎng)中，電壓和電流的波形應(yīng)是正常的正弦波，然而隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和電子技術(shù)的發(fā)展，工礦企業(yè)中大量采用的整流換流裝置，冶金機(jī)械行業(yè)中大量采用電弧爐、軋機(jī)、變頻器；化工行業(yè)中大量采用整流、電石爐、電焊設(shè)備；石化行業(yè)采用的機(jī)泵變頻調(diào)速裝置，其三相橋式可控整流注入大量5次諧波；交通中運(yùn)輸中的電氣機(jī)車、電車、地鐵、軌道交通中大量采用的都是整流裝置，這些電氣設(shè)備均屬非線性負(fù)荷，其電壓和電流均會(huì)發(fā)生不同程度的畸變。畸變后的波形中含有高次諧波，其中還包括家用電器在內(nèi)的由整流和變頻引起的小容量的高次諧波，這些高次諧波產(chǎn)生的諧波電流進(jìn)入配電網(wǎng)絡(luò)，使電網(wǎng)的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重影響，使電能質(zhì)量受到污染。
北京順義地區(qū)的諧波源主要有：大秦電氣化鐵路沿線的牽引站，冶金冷軋生產(chǎn)線的軋機(jī)和真空燒結(jié)爐爐體設(shè)備，半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中的爐體設(shè)備，特別是大秦鐵路的木林牽引站，注入電網(wǎng)的諧波和負(fù)序（基波）影響了地區(qū)電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。隨著順義區(qū)空港物流和臨空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電壓質(zhì)量的優(yōu)劣是供電企業(yè)服務(wù)工作的重要組成部分，因此*諧波污染已是十分重要的問(wèn)題。
1高次諧波對(duì)電氣設(shè)備的直接危害
交流電網(wǎng)的電壓畸變會(huì)引起常規(guī)變流器控制角的觸發(fā)脈沖間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使整流器工作不穩(wěn)定；而對(duì)逆變器則可能發(fā)生連續(xù)的換相失敗而無(wú)法正常工作，甚至損壞換相設(shè)備。
三次及其倍數(shù)次的高次諧波對(duì)星形連接的變壓器，當(dāng)繞組中性點(diǎn)接地，其電網(wǎng)中分布電容較大，或安裝了中性點(diǎn)接地的并聯(lián)電容時(shí)，會(huì)形成3次諧波振蕩，使變壓器附加損耗大大增加。對(duì)三角形連接的變壓器會(huì)使其在繞組中形成環(huán)流，使繞組過(guò)熱，而且諧波電流使變壓器的銅損和鐵損大大增加。
高次諧波電流在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的集膚效應(yīng)、磁勢(shì)渦流等，隨著頻率增高而使電動(dòng)機(jī)鐵芯和繞組中的附加損耗增大，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)易發(fā)生脈動(dòng)，干擾力矩使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的噪音。由于電動(dòng)機(jī)負(fù)荷很大，高次諧波產(chǎn)生的附加損耗在電力負(fù)荷中的影響十分顯著。
測(cè)量用儀器儀表均在50Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波的理想狀態(tài)下設(shè)計(jì)的，當(dāng)供電電壓或電流中含有高次諧波成分時(shí)，就會(huì)影響儀器儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性，并影響感應(yīng)式電能表的正常工作。
高次諧波在電力線路中流過(guò)的幅值較大的低頻諧波電流經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)耦合。在相鄰的通信線路中會(huì)產(chǎn)生干擾，在諧波和基波的共同作用下，誤觸發(fā)鈴聲，干擾通信線路系統(tǒng)的正常工作，影響通信線路的通話。在特定的條件下，還會(huì)威脅通信設(shè)備和人員的安全。
高次諧波會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置，引起各類保護(hù)誤動(dòng)作，威脅電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。
高次諧波對(duì)于帶有啟動(dòng)用的鎮(zhèn)流器和提高功率因數(shù)的電容器的燈光照明會(huì)造成諧振過(guò)電壓，損壞鎮(zhèn)流器和電容器。高次諧波還會(huì)對(duì)電視機(jī)、計(jì)算機(jī)的圖形產(chǎn)生畸變，畫(huà)面亮度產(chǎn)生波動(dòng)。使機(jī)內(nèi)元件過(guò)熱，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)出錯(cuò)。
高次諧波可使電容器介質(zhì)損耗增加、發(fā)熱、壽命縮短，吸收諧波后會(huì)導(dǎo)致電容器過(guò)電流，使熔絲熔斷，電容器與電網(wǎng)電感形成串聯(lián)諧振時(shí)，將諧波放大，燒毀電容器。交流電網(wǎng)的電壓畸變會(huì)引起常規(guī)變流器控制角的觸發(fā)脈沖間隔不等，并通過(guò)正反饋放大系統(tǒng)的電壓畸變，使整流器的工作不穩(wěn)定；而對(duì)逆變器則可能發(fā)生連續(xù)的換相失敗而無(wú)法正常工作，甚至損壞換相設(shè)備。
2高次諧波的抑制
高次諧波的抑制，主要是減少或消除注入電網(wǎng)的諧波電流，控制諧波電壓和電流在允許范圍內(nèi)，抑制諧波電流的主要措施為：改善供電環(huán)境、降低諧波源的諧波含量，吸收諧波電流。其中吸收諧波電流是目前使用廣泛，且zui有效的抑制諧波的方法。常用方法如下。
2.1無(wú)源濾波器（FC）
無(wú)源濾波器屬于被動(dòng)的吸收式濾波，在諧波源比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，結(jié)合功率因數(shù)補(bǔ)償，選用高性能的濾波電容器，串聯(lián)高線性的濾波電抗器，組合成濾波補(bǔ)償器，在吸收系統(tǒng)中主要的諧波分量時(shí)，補(bǔ)償無(wú)功功率。
無(wú)源濾波又分為調(diào)諧和非調(diào)諧的兩種濾波技術(shù)，調(diào)諧式無(wú)源濾波技術(shù)主要為濾波，其效率可達(dá)70%，但配置的容量很大，投入時(shí)會(huì)造成電壓波動(dòng)，且易造成過(guò)補(bǔ)償。其計(jì)算和配置復(fù)雜，存在諧振的危險(xiǎn)，無(wú)法滿足要求。目前已不使用。
非調(diào)諧式無(wú)源濾波技術(shù)是抑制諧波進(jìn)入電容器，避免諧振。其配置簡(jiǎn)單，但濾波效果差。
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