6.5熟悉谐波电流产生的原因以及对电力系统的危害

  6.5.1基本概念:交流电网中,由于许多非线性电气设备的投入运行,其电压、电流波形实际上不是完全的正 弦波形,而是不同程度畸变的非正弦波。非正弦波是周期性电气量,根据傅里叶级数分析, 可分解成基波分量和具有基波频率整数倍的谐波分量。非正弦波的电压或电流有效值等于基 波和各次谐波电压或电流有效值的和方根(平方和的平方根)值。基本频率为电网频率(工频5 0Hz)。谐波次数(n)是谐波频率与其波频率的整数比。

  谐波含有率是周期性电气量中含有的第n次谐波分量有效值与其基波分量有效值之比, 用百分数表示。

  6.5.2谐波源及部分电气设备产生的谐波电流值

  谐波源:向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备,统称谐波源。

  大量谐波电流流入电网后,通过电网阻抗产生谐波压降,叠加在电网基波上,引起电网的电 压畸变。

  部分用电设备产生的谐波电流值

  (1)换流器利用整流元件导通、截止作用的强行短接和断流,产生谐波电流。

  (2)炼钢电弧炉因电弧的负阻特性和熔化期三相电极反复 不规则地短路和断弧,故而产生谐波电流。由于三相负荷不对称,存在较多的三次谐波电流 。

  (3)气体放电灯,如荧光灯、高压钠灯、高压汞灯的电路本身含有电弧,此种负阻特 性产生谐波电流,其中主要是三次谐波电流,含有率为12%~13%。

  (4)家用电器中电视机是谐波源。

  6.5.3谐波的危害

  (1)使旋转电机、变压器等电气设备由于过大的谐波电流而产生附加损耗,从而引起过热, 使绝缘介质老化加速,导致绝缘损坏。

  (2)使变压器产生磁致伸缩和噪声,电抗器产生振动和噪声,感应电动机引起固定数的振动 力矩和转速的周期变动。

  (3)使相位控制设备的正常工作因控制信号紊乱而受到干扰,如电子计算机误动作、电子设 备误触发、电子元件测试无法进行等。

  (4)使某些类型的继电保护,如晶体管整流型距离保护、变压器及母线复合电压保护由于相 位变化而误动或拒动。

  (5)使通信回路、弱电回路产生杂音,甚至造成故障。

  6.6了解谐波电压和谐波电流限值

  6.6. 1谐波电压限值(表)

  6.6.2谐波电流允许值(表)