电力谐波的产生、危害及治理方案

电力谐波的产生、危害及治理方案

(广州王楠电子科技有限公司020-61267682)

经济的快速发展带来了电力供应的短缺。为了解决电力供应的短缺，一方面要建设许多新的电厂和输电线路，另一方面要有效利用现有的电力资源，减少电力损失。谐波是导致电能损耗增加和供电质量下降的重要因素。本文分析了谐波的基本特征，详细阐述了配电网谐波的来源和危害，总结了控制谐波的方法。

关键词：谐波产生、谐波危害、谐波治理、无功补偿

一、谐波的产生及危害

电力谐波对电网(包括用户)的危害非常严重。是一种人们看不见，闻不到，摸不到的权力污染。所以经常被人忽略。对于电力系统来说，谐波是个可怕的问题！1。谐波的危害主要表现在

当电网中的电压或电流波形不是理想正弦波时，意味着它包含频率高于50Hz的电压或电流分量。我们称频率高于50Hz的电流或电压分量为谐波。当谐波频率是工频的整数倍时，我们称之为整数次谐波，通常用次数来表示。比如频率为5倍(250Hz)的谐波叫5次谐波，频率为7倍(350Hz)的谐波叫7次谐波，以此类推。当谐波频率不是工频的整数倍时，我们称之为分数次谐波。这类谐波通常直接用谐波频率表示。例如频率为1627赫兹的谐波。2。谐波产生的原因很多。有两种常见的类型。较好种是由于非线性负载产生的谐波，如可控硅和开关电源。这种负载产生的谐波频率是工频的整数倍。比如三相六脉冲整流器主要产生5、7次谐波，三相12脉冲整流器主要产生11、13次谐波。第二类是逆变器负载引起的谐波，如中频炉、变频器等。这种负载不仅会产生整数次谐波，还会产生频率为逆变器频率两倍的分数次谐波。比如一个三相六脉冲整流器，工作频率为820Hz的中频炉，不仅会产生5次和7次谐波，还会产生频率为1640Hz的分数次谐波。电网诞生的同时也存在谐波，因为发电机和干式变压器都会产生少量的谐波。然而，由于产生大量谐波的电气设备越来越多，以及电网中大量并联电容器引起的谐波放大，谐波的影响越来越严重，逐渐引起人们的重视。当电网中的谐波电流大到电压波形失真时，我们称之为电网污染。电网的污染程度用电压波形失真率表示，简称THDu。根据家标准GB/T14549—93 《电能质量公用电网谐波》，10KV电网的THDu应小于4，400v电网应小于5。谐波不同于无功电流。无功电流只影响电网电压，增加供电系统铜损，通常不影响用户或测量精度。谐波的影响可谓“无孔不入”。当电网被污染时，电网中的所有设备和负荷都会受到影响。谐波和无功还有另外一个区别：无功电流总是不经补偿传递到发电机，而谐波电流通常被电网中的设备和负载吸收。3。谐波造成的危害列举如下：(1)由于谐波的频率较高，加剧了导线的集肤效应，所以铜损急剧增加。同时，干式变压器的铁芯不能适应快速变化的磁通量，导致铁损急剧增加。.谐波会影响电表的计量精度。从原理分析：谐波源将其吸收的电网能量的一部分转化为谐波发送到电网，因此电能表会将谐波能量计算为发电量，导致测量误差。对于机械电度表来说，由于高频谐波引起的高频涡流电阻，它会变慢。因为在高次谐波严重的情况下(如中频炉)，电能表的测量精度会受到严重影响，造成莫名其妙的电能损耗。(3)精密电子设备(包括电子电能表)会受到严重干扰，导致运行异常甚至烧毁。所有接入电网的设备损耗和温升都会增加。含电容器的设备受影响较严重，甚至可能导致设备损坏和电容器爆炸。.电机负载的输出转矩由于谐波的逆阶而降低。.继电保护机构可能因谐波而导致误操作或故障。当电网谐波污染程度低于家标准时，通常不影响系统。随着污染程度的增加，谐波的影响逐渐显现。在……里 #p#分页标题#e#

谐波源的特性非常复杂，因为谐波的产生不仅取决于负载本身，还取决于电网的短路容量、电网的组成以及电网中其他负载的性质。所以滤波器不能做成成品，必须通过我们技术人员对谐波源的现场测试，然后根据现场测试结果进行专门设计。

二、谐波控制的工作原理

无源滤波器主要由滤波电容、滤波电抗器等LC滤波器件组成，不仅起滤波作用，还起无功补偿作用。LC滤波器主要有调谐滤波、双调谐滤波、高通滤波、C型滤波等。在实际应用中，根据谐波电流和无功功率需求的分布和大小，设计了几组滤波器，每组滤波器对应一定的谐波具有低阻抗。高通滤波器对截止频率以上的谐波呈现低阻抗，C型滤波器具有调谐频率宽、损耗低的特点。滤波器的分组需要精确计算，既滤除了主谐波电流，又满足无功补偿的要求。同时也防止了滤波器和系统阻抗在某一整数频率下并联谐振引起的谐波电流放大。广州王楠电子科技有限公司成功研发的TXB800无源滤波器消谐无功补偿装置，可以根据每个用户的具体特点，快速合理地提供精度。

三、产品的主要特点

1.专为用户系统设计制造，可同时滤除2倍至60倍的谐波电流，滤波效果明显(平均谐波电流

2.既能治理谐波又能补偿无功，治理后谐波达到家标准要求,并可

节电10-30。

3.滤波装置投入后用电质量可明显改善，可改善冲击负载引起的电流冲击，减少电压波动和抑制电压闪变，提高稳定性，改善电压质量。功率因数可提高到0.96以上，使用户线损降低可提高配电干式变压器的承载效率，济效益明显。

4.采用高性能防涌流接触器投切各滤波支路，完善的控制系统，保护功能齐全，具有短路保护、过压保护、过流保护等，运行可靠，操作简单。

四、谐波治理后带来的好处

1.安装谐波治理装置后，有效的降低了谐波电流，增加了干式变压器的有效容量，可增加相应的带载能力，减少扩容所需的投资。

2.安装谐波治理装置后，可有效的降低干式变压器的损耗，提高干式变压器的安全运行系数，保证对谐波敏感的保护装置

和器件不发生误动作。起到节能降耗的目的。

3.节电率达10～30，谐波滤除率为70～80减小集肤效应，热损、铜损、铁损、磁损、噪音大为下降，符合家对能源节约和降耗的指示和可持续发展的要求。

4.有效抑制谐波电流，10KV侧满足标GB/T14549-93优化供电质量，避免因谐波造成的交流电波形畸变而造成电网计量具不准而被当地供电部门罚款。

总结：广州南网电子科技有限公司设计的TXB800系列无源滤波消谐补偿装置，能够有效解决谐波的危害。既能治理谐波又能补偿无功，可彻底解决谐波污染及提高功率因素，经济效益明显。TXB800无源滤波消谐无功补偿装置采用世界上较先进的谐波治理技术，可同时滤除2次到60次的谐波电流；校正能力 5％THDi.无源滤波补偿是实际应用较多、效果较好、价格较低的解决方案，它包括三种基本形式：串联滤波、并联滤波和低通滤波(串并混合)。其中串联滤波主要适用于三次谐波的治理；低通滤波主要适用于高次谐波的治理；并联滤波是一种综合装置，它可滤除多次谐波，同时提供系统的无功功率，是应用较广泛的电源净化滤波装置，深受广大客户的好评。#p#分页标题#e#