6.5熟悉諧波電流產(chǎn)生的原因以及對(duì)電力系統(tǒng)的危害

  6.5.1基本概念:交流電網(wǎng)中,由于許多非線性電氣設(shè)備的投入運(yùn)行,其電壓、電流波形實(shí)際上不是完全的正 弦波形,而是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波是周期性電氣量,根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)分析, 可分解成基波分量和具有基波頻率整數(shù)倍的諧波分量。非正弦波的電壓或電流有效值等于基 波和各次諧波電壓或電流有效值的和方根(平方和的平方根)值;绢l率為電網(wǎng)頻率(工頻5 0Hz)。諧波次數(shù)(n)是諧波頻率與其波頻率的整數(shù)比。

  諧波含有率是周期性電氣量中含有的第n次諧波分量有效值與其基波分量有效值之比, 用百分?jǐn)?shù)表示。

  6.5.2諧波源及部分電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流值

  諧波源:向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備,統(tǒng)稱諧波源。

  大量諧波電流流入電網(wǎng)后,通過(guò)電網(wǎng)阻抗產(chǎn)生諧波壓降,疊加在電網(wǎng)基波上,引起電網(wǎng)的電 壓畸變。

  部分用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流值

  (1)換流器利用整流元件導(dǎo)通、截止作用的強(qiáng)行短接和斷流,產(chǎn)生諧波電流。

  (2)煉鋼電弧爐因電弧的負(fù)阻特性和熔化期三相電極反復(fù) 不規(guī)則地短路和斷弧,故而產(chǎn)生諧波電流。由于三相負(fù)荷不對(duì)稱,存在較多的三次諧波電流 。

  (3)氣體放電燈,如熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈的電路本身含有電弧,此種負(fù)阻特 性產(chǎn)生諧波電流,其中主要是三次諧波電流,含有率為12%~13%。

  (4)家用電器中電視機(jī)是諧波源。

  6.5.3諧波的危害

  (1)使旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備由于過(guò)大的諧波電流而產(chǎn)生附加損耗,從而引起過(guò)熱, 使絕緣介質(zhì)老化加速,導(dǎo)致絕緣損壞。

  (2)使變壓器產(chǎn)生磁致伸縮和噪聲,電抗器產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)引起固定數(shù)的振動(dòng) 力矩和轉(zhuǎn)速的周期變動(dòng)。

  (3)使相位控制設(shè)備的正常工作因控制信號(hào)紊亂而受到干擾,如電子計(jì)算機(jī)誤動(dòng)作、電子設(shè) 備誤觸發(fā)、電子元件測(cè)試無(wú)法進(jìn)行等。

  (4)使某些類型的繼電保護(hù),如晶體管整流型距離保護(hù)、變壓器及母線復(fù)合電壓保護(hù)由于相 位變化而誤動(dòng)或拒動(dòng)。

  (5)使通信回路、弱電回路產(chǎn)生雜音,甚至造成故障。

  6.6了解諧波電壓和諧波電流限值

  6.6. 1諧波電壓限值(表)

  6.6.2諧波電流允許值(表)