低压电网谐波分析与测试
摘要:谐波电压、谐波电流的出现,已成为电网中的'公害“。文章分析了谐波的危害及其产生原因,并通过现场的故障现象,对低压电网谐波进行了测试与分析,提出了电网系统净化的改造建议,供相关人员参考。
关键词:低压电网;谐波分析;电力滤波器
中图分类号:TM714文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0170-03
随着生产工艺和节能的需要,电力电子技术被广泛应用,供电系统中增加了大量的非线性负载,如工业变流装置,变频器,直流调速器等,尤其是家用电器及办公自动化日益迅速普及,各种用电器具,也就成为向电网注入谐波电流的污染源,大量的谐波涌入电网,导致电网中交流电流、交流电压波形的畸变,各次谐波显著增加。非线性负载产生的谐波有3次、5次、7次、9次及更高次谐波。其中5次、7次谐波为最大含量的谐波。
一、谐波产生的原因
电源系统中的谐波产生源可分为三类:
1.电力半导体整流装置形成的谐波源。整流电路的供电特征,通常在直流输出端接有大时间常数的低通滤波器,它与整流器组成直流电能储能环节,其为非线性负载,整流器将对电网注入大量的谐波电流是主要谐波源之一。
2.铁磁部件的非线性及电弧形成谐波源。旋转电机、变压器在铁心工作饱和区,饱和程度愈深,谐波电流的含量就会大量增加,电焊机含有电弧,产生各种谐波以及造成电压的闪变,从而引起电网电压和电流波形的畸变。日光灯的伏安特性也是非线性,会引起严重的谐波电流,3次谐波的含量最高。
3.有源器件的非线性应用形成的谐波源。电力电子变换技术的应用,有源器件中存在大量的开关元件,其在PWM模式下工作,有源功率开关不断通断变化,产生各次谐波并延线路传播。
二、谐波的危害
谐波电压、谐波电流的出现,已成为电网中的'公害“,污染了电网,使用电环境恶化,对周围的通信系统和电网以外的各种设备带来危害。主要危害有:
1.谐波引起谐振和谐波电流放大。当然工频频率下不会发生,在谐波频率和系统的固有频率重合时,可能发生并联或串联谐振,使谐波电流放大几倍甚至几十倍,对系统的安全造成很大的威胁,常使电容和电抗器烧毁。
2.谐波增加了系统中的附加谐波损耗,降低了输出及用电的使用效率。大量的3次谐波电流通过中性线,会使导线过热甚至火灾。
3.谐波对用电设备、变压器和旋转电机同样产生附加损耗。高频谐波电流使用电设备、变压器和旋转电机的铁损、铜损增加,引起过热,噪声增大,甚至产生机械振动,影响电机的寿...
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