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该如何治理配电网谐波时间:2013-07-15

纵观配电网的运行质量和效率,对电能质量的要求越来越高。一般所指的供电质量包括系统电压、频率的合格率,峰值、超限电压持续时间、停电时间,以及电网谐波含量等诸多方面。其中,谐波一直是影响电能质量的主要问题。根据多年电网运行经验,谐波普遍存在于电力系统发、输、配、供、用的各个环节。因此,谐波的治理是降低电能损耗,延长供配电设备的使用寿命,改善电磁环境的重要措施。

1 谐波的基本特性和测量

1.1 谐波的概念

谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数。理论上看,非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系,这类负荷的电流不是正弦波,且引起电压波形畸变。周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后,那些大于基频的分量被称作谐波。

非线性负荷除了产生基频整次谐波外,还可能产生低于基频的次谐波,或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中出现系统短路、开路等事故,而导致系统进人暂态过程引起的谐波,将不归属谐波治理的范畴。

1.2 谐波的类型

谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性,在实际工作中,要精确评估谐波量值非常困难,所以在IEC 6100一4一7标准中对前三类谐波进行了规定.推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。

国标GB/T 14549一1993采用观察期3。有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。为简便实用,将实测值按由大到小的方式排序,在舍去前5%个大值后剩余的最大值,近似作为95%的概率值。

1.3 谐波的测量

通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。一般来说,将用户接人公用电网的公共连接点作为谐波监测点,测量该点的电压和注人公共电网的电流后,通过对电压和电流的分析,取得谐波测量资料。

电网中谐波源定位,一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。而谐波模型分析的方法一般有三种:非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理,只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。

2 配网中的谐波源

2.1输变设备

输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和,磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素,致使磁化电流呈尖顶形,内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高,其工作点偏离线性就越远,产生的谐波电流就越大,严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。

2.2用电环节

用电环节谐波源更多.晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及一定量的谐波都能产生。

晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理,从电网吸收的是半周正弦波,而留给电网剩下的半周正弦波,这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波。有统计表明,整流设备所产生的谐波占整个谐波的近40%,是最大的谐波源。

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