10kV电力系统谐波污染情况分析制浆设备

10kV电力系统谐波污染情况分析

10kV电力系统谐波污染情况分析 2012年09月29日 10kV电力系统谐波污染情况分析 理想的电力系统中，电能是以单一恒定的频率及恒定的电压供给用户的。然而在实际运行中，无论是频率还是电压都不能满足恒定的要求，电压和频率偏移的问题以及通过控制维持它们恒定的方法是传统的电力系统分析中的内容，而波形畸变的问题在电力系统分析一直是专题的问题。 电力系统波形畸变并不是现今才有的新现象，自交流电技术发展早期至今，电气工程师就一直关切并将它们限制在可接受的程度内。近年来，由于电网中投入越来越多的大功率非线件电力部件及控制装置，使得波形畸变的问题受到越来越多的关注。 波形偏离正弦波的现象通常被称之为含有谐波分量，在电信号中谐波被定义为信号中的某一含量，其频率为实际系统频率（电网运行频率50Hz)的整数倍，谐波波形一种是保持不变的，另一种是在每一个周期坐都有明显变化的瞬态过程。 本文从10 kV用户电气设备运行状况，探讨谐波污染带来的损失情况、谐波产生的原理与消除措施，以供同行参考。1 谐波污染对计量装置的危害 目前使用的电费计量装置和负控装置均为电子式，当低压计量时，400 V母线上奇次谐波含量过大，造成计量装置中的电感电容元件击穿，使得计量不准，并烧坏计量仪表，不单损失电量，还会造成设备损坏，无功补偿装置电容器频繁击穿。 造成这两种电容器元件击穿的原因是：元件的电容量不变，电压水平不变，电容电流，随频率厂的增大而增大，而且是标准频率(50Hz)的奇数倍（ l50 Hz、250 Hz)，这样造成电容元件的电容电流很大，是额定电流的整数倍，很容易使电容件元件绝缘击穿。2谐波源种类及特点 电力系统稳定方式下的谐波，都来门各种谐波源。所谓“谐波源”通常是指各类特定的用电设备，即非线件用电设备，或称非线件电力负荷。它们是电力系统中某些地区或网络出现严重谐波影响的主要原因。 电力系统中大量的变压器群和并联（铁芯)电抗器也是谐波源。变压器个体一般产生的谐波较小，但其群体产生的谐波总和则是电力系统中背景谐波的主要构成部分。电网中的饱和电抗器和可控电抗器有时也是可觉察到的谐波源。 发电机虽然也产生主要构成零序分量的3次谐波，但基本上不存在3次谐波端电压，故不向电网输出3次谐波。大、中型发电机产生的其他次（主要是5次)谐波电动势都很小，而这些发电机的巨大短路容量则是电力系统承受谐波能力的支柱。因此在谐波潮流分析中，普遍不把发电机看作谐波源，而看作吸收谐波的末端支路。 超高压输电线的电晕产生零序分量的3次谐波电流，但其值常小到难以在线路电流互感器的二次侧测出。所以分析电网谐波问题时，不必考虑线路电晕谐波，但要考虑线路的谐频阻抗和谐频导纳对谐波的影响，例如放大谐波，甚至引起谐振。就是说，不把输电线当作谐波源，而当作由L、R、C构成的无源支路或环节。 综上所述，谐波由各类非线件用电设备、变压器和各类铁芯电抗器所产生。其中非线件用电设备是谐波最主要的产生源，并且可以划分为下列几类： （1)电力电子装置。电力电子装置近年来发展迅猛，是最严重的谐波源。它有多相和单相之分：从功能上看，有整流、逆变、变流调压和变频之分。大型的有达百万千瓦级的HVDC装置和大型铝厂的整流装置，小型的有电动机节能器、家用充电器和家用调光灯等。影响面较大的单相换流装置用于工频交流电力机车。 （2)电弧炉。通常所谓的电弧炉是指交流电弧炉，用于钢铁冶炼。大型电弧炉的发展方向是采用更经济有效的直流电弧炉。在谐波源分类上，直流电弧炉由整流器馈电，故应列入电力电子装置。铁合金矿石炉、电石炉和电弧炉虽都采用石墨电极来注入熔化电流，但用电特件有很大差别。 （3)家用电器。例如日光灯、电视机、调速风扇、空调、电冰箱等。

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