关于配电系统谐波抑制的策略研究
[摘 要] 电网谐波电压叠加在电容器的基波电压上,不但使电容器的运行电压升高,严重时使电容器在运行中发生局部放电且不易熄灭。变压器、电机等设备也会因谐波电流引起附加铜耗和铁耗,出现局部过热现象。针对谐波严重影响电力系统的运行,会导致某些不正常的工作状态,本文对谐波抑制策略进行了初步研究。
[关键词] 谐波 配电系统 抑制
在配电系统中,当理论上电网供电为正弦基波电压,其施加在非线性负荷上时,负荷吸收的电流与施加的波形不同,畸变的电流将在电源系统的阻抗上产生电压降,因而产生畸变电压。而畸变电压将对所有用电负荷(线性和非线性)产生影响,产生更多的畸变电流。当电网电压含有谐波电压时,在异步电动机转子中感应出谐波电流,而异步电动机转子的异步转速又反过来在定子中产生频率低于电网谐波电压的次谐波及间谐波。这给电网带来额外负担,严重影响了电力系统的电能质量。
一、谐波产生的原因
(一)谐波的产生
电网中的谐波主要是由各种电力和用电设备以及其他非线性负载产生的。当正弦基波电压(电源阻抗为零阻抗时)施加于非线性负载时,流过负载的电流与施加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。
(二)谐波源的分类
第一类是电力变压器的非线性励磁,此类谐波源在电力电子装置大量应用之前是主要的谐波源,现在在电力系统谐波源中所占的比例并不大;
第二类是电焊机、电弧炉等强非线性、冲击性的负载。电弧炉电流中含有奇次谐波和偶次谐波,频率在0.1~30Hz之间大范围变化,这类负载引起的电压或电流变化也叫电压波动或电压闪变;
第三类是各种电力电子设备,主要为交直流换流装置、双向晶闸管可控开关设备以及PWM变频器等。
二、谐波产生的危害
谐波严重影响电力系统的运行,会导致某些不正常的工作状态。超高压长距离输电线,较大的谐波电流会使电弧熄灭延缓,导致单相重合闸失败,造成事故。消弧线圈接入系统后,较大的谐波电流分量同样会延迟和阻碍灭弧作用。谐波对不同的继电保护装置有不同程度的影响。谐波分量较大时,有的继电器误动或拒动。如零序电流过大,可能引起接地保护误动作。谐波电流通过电容耦合、电磁感应...
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