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浅谈谐波的产生与危害

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-10-02   来源:风力发电   作者:风电塔筒   浏览次数:56
核心提示:2005年10月开始某35kV站536分路10kV线路线损率突增,线路电容投不上,为536分路供电的5000kVA主变噪声增大声音异常。用户反映:高压用户电容器投不上,当月电费力率奖惩受罚:农村低压用户家用电器噪声大,冰箱频繁启动,用户意见很大。经调查发现所有现象发生时间均在每天晚上11点至次日7点,分析认为是附近新上的通讯铸件厂中频炉产生的谐波引起的。通信铸造厂为峰谷用户,配变容量800kVA,为节约成本只在谷段用电,运行时按配变容量20%-30%超负荷运行,用电量占分路电量的34.27%,占全站电量的

   

2005年10月开始某35kV站536分路10kV线路线损率突增,线路电容投不上,为536分路供电的5000kVA主变噪声增大声音异常。
用户反映:高压用户电容器投不上,当月电费力率奖惩受罚:农村低压用户家用电器噪声大,冰箱频繁启动,用户意见很大。
经调查发现所有现象发生时间均在每天晚上11点至次日7点,分析认为是附近新上的通讯铸件厂中频炉产生的谐波引起的。
通信铸造厂为峰谷用户,配变容量800kVA,为节约成本只在谷段用电,运行时按配变容量20%-30%超负荷运行,用电量占分路电量的34.27%,占全站电量的13.79%,造成电网谐波含量较大,并注入35kV变电站,对电网安全构成威胁,536分路线损增长3.2%,给周边用户造成经济损失,谐波还向下传递影响低压用户的正常用电。
  近几年随着个体经营经济特别是炼钢和化学工业的飞速发展,用电负荷日趋多样化,一些具有非线性、冲击性、不平衡特征负荷、谐波丰富的应用设备如整流器(电弧炉)、变频调速装置等用电设备都会不同程度地对电力系统造成谐波污染,谐波污染事件时有发生,轻者影响系统设备的运行效率,增加电网损耗,重则损坏设备甚至危害电力系统的安全运行。
当前,一方面科技的发展对电压质量的要求不断提高,另一方面电力系统的谐坡负荷逐年增加,对电网的影响逐年加重。
如何很好的解决这个矛盾,限制谐波污染建设绿色电网,是摆在每一个电力工作者面前的共同课题。
因此,正确认识谐波,分析谐波产生的原因危害,研究抑制谐波的措施具有重要的现实意义。
    1 谐波的产生    谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特征,即所加电压与产生的电流不成线性关系而造成的波形畸变。
  对于伏・安特性为线性的设备或负荷,在施加正弦波形的电压u后,产生的电流i仍然是正弦波形。
如果接入伏・安特性为非线性的设备或负荷,在施加正弦波形的电压u后,由于其非线性特性,产生的电流i为非正弦波形,其频率和系统频率相同。
波形的畸变,从而产生谐波,一切非线性设备和负荷都是谐波源。
  非正弦周期波f(wt)可以分解为含有基波频率和一系列为基波整倍数频率的正弦波分量之和,可分别利用傅立叶三角函数和傅立叶指数形式表示  傅立叶三角函数形式  傅立叶指数形式  总之,任何一个非正弦周期波f(wt)都可以分解成基波和一组整数倍工频正弦波,即基波和各次谐波。
因此,谐波是一个周期性电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍。
谐波分为偶次谐波波和奇次谐波,一般奇次谐波造成的危害比偶次谐波更多更大。
    2 谐波源    当电力系统向谐波源供电时,这些设备和负荷在传递、变换、吸收系统的基波能量的同时,还把一部分基波能量转换为谐波能量,向系统倒送大量的谐波电流,造成电力系统正弦波形的畸变,电压质量下降,损坏电力设备,威胁电力系统安全,增加电力系统的功率损耗,给电力系统和用户带来危害。
当前电力系统的谐波源主要有三大类。
    2.1 电弧型用电设备  如炼钢的电弧炉、电焊机等,电弧炉在溶化期间和交流电焊机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动产生大量的谐波。
这类设备在冶炼和大型的加工企业广泛应用。
高耗能负荷是农村电网谐波的主要

 
 
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