电力系统谐波产生机理探析
摘 要:本文阐述了电力系统谐波危害及主要来源,建立了数学电路模型和分析了谐波产生的根本原因和理论机理,为谐波处理方案提供了的数学机理,具有一定的指导意义。
关键词:谐波 产生机理 谐波危害
中图分类号:TM73文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)08(a)-0138-02
随着电力电子技术应用的广泛,电力系统中的谐波和无功电流问题日渐突出,各种电力电子装置在电力系统、冶金、钢铁、化工等工业邻域以及交通、楼宇自动化及家庭生活等领域中获得了广泛的应用,这就使电网中的谐波污染状况日益严重[1]。而且,电网中用于提高功率因数的电容器易与系统阻抗发生谐振,从而造成谐波放大。这都加重了电网中的谐波污染,已危及电力系统的安全运行,谐波污染治理与无功补偿成为电力系统和电力用户急需解决的问题。
1 谐波危害及来源
电网中的谐波不仅危害电网本身而且危害其周边设备。电网中的谐波一方面使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化、使用寿命降低,其甚至发生故障或烧毁。同时,谐波还可引起电力系统局部出现并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通讯设备和电子设备会产生严重的干扰。
电力系统本身的谐波源主要是发电机和变压器。现代变压器和大型电机在稳态运行时不会给电网带来明显的畸变,当有暂态扰动,使其工作在正常范围以外,就会有大幅的畸变产生。下面分析这几种谐波[2]。
(1)同步发电机:同步发电机产主的谐波电动势是由于转子和定子之间空气隙中的磁场非正弦分布所引起的。发电机每对磁极下气隙中的磁场不可能完全按正弦分布,而这是由磁极的结构所决定的,因此电动势中必然含有谐波分量。根据IEC的规定,发电机端电压的波形畸变率不得大于5%。因此,通常可以认为发电机的电动势是正弦波形而忽略其谐波分量。
(2)变压器(包括铁芯电抗器):变压器的励磁回路具有非线性电感,因此励磁电流是非正弦波形。在额定负载下,励磁电流只占总电流的5%左右,电流波形接近正弦波,波形畸变可以忽略。而在空载时,非正弦的励磁电流在变压器原边绕组的漏感上产生压降,使变压器感应电动势上包含谐波分量。变压器空载合闸时,常常会出现很大的励磁涌流,其大小取决于铁芯材料、剩磁大小和合闸初相角。在严重的情况下,涌流波形强烈畸变,不但幅值可高达数十倍...
|
== 试读已结束，如需继续阅读敬请充值会员 ==
|
|
本站文章均为原创投稿，仅供下载参考，付费用户可查看完整且有格式内容！
(费用标准：38元/2月，98元/2年，微信支付秒开通！) |
| 升级为会员即可查阅全文 。如需要查阅全文，请 免费注册 或 登录会员 |
|
