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电力系统谐波危害及治KOK全站版app下载理途径

傅仲文凤眼红河北工业大学电气学院


摘要:随着非线性负荷在电网中的应用越来越多,对电网造成的谐波污染也越来越严重,已经成为影响电能质量的重要因素之一。公共电网中的谐波污染越来越严重,威胁着电网和各种电气设备的安全经济运行。本文首先介绍了谐波污染及其严重危害,讨论了电力系统中的谐波污染、电能质量的现状、谐波对电力系统的危害以及治理谐波的途径。与无源滤波器相比,有源滤波器具有滤波特性好、受电网阻抗影响小、能同时补偿谐波和无功功率等优点。,将在电网谐波治理中发挥重要作用。综述了国内外电力系统谐波抑制技术的发展以及有源电力滤波器在谐波抑制中的应用前景。最后,对我国谐波治理和有源滤波技术的发展提出了一些看法。
关键词:谐波污染;电能质量;综合治理
引言
电能是现代工业生产的主要能源和动力,也是现代国民经济生活不可缺少的重要能源。工业用电占整个国民经济用电量的70%以上,电能质量直接关系到国民经济的整体效益。提高电能质量对电网和电气设备的安全经济运行,保证产品质量和人民生产生活的正常运行具有重要意义。使用高效的电力负荷设备可以节省大量能源,延缓电力需求的矛盾,从而节省大量电力建设所需的投资。因此,提高供电质量,满足生产发展的需要,已成为多方的共同愿望。从电能质量的角度出发,深入研究治理谐波的方法,尽快满足我国的实际需要,已经成为当务之急。
1。电力系统的谐波问题
一个理想的电力系统为用户提供一个纯50HZ的正弦波电压或电流,但由于发电机、变压器、线路等电力设备参数的不完全线性或不对称,控制手段的不完善,负荷性质的差异以及运行操作中的各种故障,这种理想状态不可能存在。通过对50HZ的实际正弦波电压或电流进行傅里叶分解,可以得到频率为50HZ整数倍或分数倍的不同分量,这些分量称为谐波[1]。电力系统中的谐波含量主要取决于电力用户的负荷性质。
一般来说,线性负载(纯电阻)不会产生谐波,非线性负载(整流器件)或多或少会产生谐波。与50HZ正弦波叠加会造成电网电压和电流波形畸变,进而影响电能质量。
目前电力系统中的谐波源按其非线性特性可分为三类[2]:
(1)铁磁饱和型:变压器、电抗器等各种核心设备的铁磁饱和特性是非线性的。
(2)电子开关型:主要用于各种交流/DC变换装置(整流器、逆变器)和双向晶闸管可控开关设备等。,广泛应用于化工、冶金、矿山、电气化铁路、家用电器等大量工矿企业;系统内部,如DC输电中的整流阀和逆变阀。其非线性开关和换向特性表现为交流波形。
(3)电弧类型:在各种炼钢电弧炉的高温熔炼和交流弧焊机的高温焊接过程中,电弧的点燃和剧烈变化是高度非线性的,从而产生不规则的电流波动。其非线性在电弧电压和电弧电流之间呈现出一种不规则的、随机的伏安特性。对于电力系统中的三相电源,存在三相平衡和三相不平衡的非线性特性。后者如电铁、电弧炉、低压供电的单相家用电器等,其中电铁是当前中压供电系统中典型的三相不平衡谐波源。
2。中国电能质量现状
电能质量包括电压质量和电流质量。电压质量是指实际电压与理想电压之间的偏差,包括幅值、波形、相位等。,反映供电企业向用户提供的电力是否合格。电流质量(Currentquality)是指对用户汲取的电流要求频率恒定,波形为正弦波形,使电流波形与电源电压同相,以保证系统以高功率因数运行。这个定义不包括电压引起的质量问题。这是电能质量的基本含义{下一页}。
随着我国科技进步和工业发展,现代工业、商业和居民用户对供电质量提出了更高的要求,许多自动化程度较高的用户对供电质量越来越敏感。任何供电质量问题都可能导致产品质量下降,生产设备损坏,给用户带来巨大损失4.谐波治理的途径
为了减少或消除谐波,使电网经济、安全地运行,为电力用户提供优质、高效、可靠的电能,必须采取“净化”措施来治理电网中的谐波污染。抑制谐波的方法主要有两种:
(1)设计“绿色”电器,改进电力电子设备等谐波源的设计,减少或消除其产生的谐波,是抑制谐波的一种积极方法。
(2)采用无源滤波器PF(PassiveFilter)、有源滤波器APF(ActivePowerFilter)或混合电力滤波器HPF(HybridPowerFilter)来补偿或滤除电网中的谐波。
无源滤波器通常由电容、电感、电阻等无源元件组成。它们不仅可以滤除电网中的谐波,还可以补偿无功功率,提高电网的功率因数。它们的优势如下:
(1)整个系统的硬件成本相对较低;
(2)结构简单,维护检修方便。。特别是随着信息产业和高新技术产业的快速发展,对供电可靠性和电能质量敏感的负荷所占比重越来越大,现代数字化信息对供电可靠性和个性化电能质量提出了更高的要求。
为了保证我国的电能质量,从1990年开始,我国陆续颁布了五项电能质量国家标准:供电电压允许偏差(GB 12325-90);允许的电压波动和闪变(GB 12326-2000););电网谐波(GB/T 14549-1993)但是,无源滤波器有固有的缺点,主要表现在以下几个方面:;《三相电压允许不平衡度》(GB/T 15543-1995);《电力系统频率允许偏差》(GB/T15545-1995)。
上述电能质量标准分别从发电、供电和用电终端对电能质量提出了要求,这些标准的发布促进了我国电能质量水平的提高。然而,与国外相比,我国对电能质量的控制、管理和监测还处于探索阶段。然而,电能质量已经引起了国家和多方面的高度重视,电能质量监管已经被列为电力系统九大监管项目之一,因此对供用电质量监控系统的研究将具有重要的意义。
3。谐波对电力系统的危害
谐波污染是影响电能质量的重要因素之一。目前,国际上已经公认“谐波污染”是电网公害。谐波对电力系统造成的危害非常严重夏天。2002年,第3卷,第1677-1679页
[7]江香生,蒋宏业。电能质量新概念。江苏电气工程。2002年,第21卷,第5号,第54-57页。。主要表现在以下几个方面:
谐波降低了电能生产、传输和利用的效率。谐波引起的损耗增加和电气设备绝缘寿命缩短
所造成的等效功率损耗相当可观,据统计约占用电量的0.7%。
电流中高频成分增加导致电气设备涡流损耗增加,从而导致设备过热,
且绝缘老化,使用寿命缩短,甚至出现故障或烧坏;
(3)含有高频成分的谐波电流还会引起电流线圈的振动和噪声,从而导致噪声污染;
(4)谐波可在电力系统中引起局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,引起电容器等设备烧坏

(5)谐波还会引起继电保护和自动装置的误动作;
(6)在电力系统外,谐波会对通信设备、电子设备等谐波敏感负荷产生严重干扰;
(7)谐波导致电能计量不准确。据台湾省介绍,由于谐波,电力部门少收20%的电。
KOK全站版app下载的谐波研究可以从控制环境污染、维护“绿色电网”的角度进一步推进。对于电力系统环境来说,无谐波是“绿色”的主要标志之一。减少电力系统中的谐波污染,提高电能利用率,已成为电气技术领域必须解决的问题。

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(1)滤波效果受系统阻抗影响较大,因此滤波器设计复杂,需要知道系统阻抗特性参数;
(2)由于只能滤除固定频率的谐波,对交-交变频器等频繁变化的负载滤波效果较差;
(3)其他谐波源的谐波电流流入有过载的危险;
(4)容易与电网阻抗相互作用产生并联或串联谐振,造成谐波放大;
(5)有效材料消耗大,集成大。
为了克服无源滤波器的固有缺点,研究人员提出了有源滤波器的概念。与无源滤波器相比,有源滤波器具有以下优点:
(1)滤波器的滤波效果受供电系统阻抗的影响较小,滤波效果好;
(2)既能补偿谐波,又能同时补偿或吸收无功,无功可调;
(3)通过控制,可以抑制系统阻抗与无源滤波器之间的串联或并联谐振;
(4)同一交流系统中其他负荷产生的谐波电流不会流入无源滤波器;
(5)基于数字控制的有源滤波器集成度高,易于实现多功能和智能化。
但有源滤波器的硬件成本高于无源滤波器,控制系统设计复杂,系统可靠性高,是目前制约有源滤波器广泛应用的重要原因之一。随着电子技术的进步,计算机控制技术的提高,电力电子器件成本的不断降低,有源滤波器的成本将不断降低,这将为有源滤波器的应用和推广创造有利条件。
早在20世纪70年代就提出了APF的概念。经过十几年的发展,特别是瞬时无功功率理论提出后,有源滤波器进入了实际应用阶段。自20世纪90年代以来,有源滤波器作为抑制电网谐波、提高供电质量的重要技术,在日本、美国、德国等工业化国家得到了高度重视和广泛应用。与国外广泛使用的APF相比,我国的有源滤波器技术还处于研究和试验阶段。一些大学、研究所和少数公司相继开展了有源电力滤波器的研究。
5。结论
目前用电的趋势是高效率、高质量,因此提高电能质量非常重要。谐波治理是一项系统工程。因此,通过严格的管理和细致的工作,获得用户的支持,有效地进行谐波治理就显得尤为重要
世纪电网
2011.09.05。有源滤波器是一种新型的动态滤波器,其谐波抑制能力远优于LC滤波器。随着对电网谐波问题的日益重视和其成本的逐步降低,有源滤波器将会有广阔的应用前景。以下是对我国电力系统谐波治理的几点建议:
(1)电力部门应加强宣传和交流,使人们进一步了解谐波的定义、产生原因、危害和测量方法。明确谐波治理是互利、节能、降损的措施,保障电网和设置各安全运行;
(2)发供电部门和用户需要正确测量,长期收集数据,确定谐波源的位置和原因,为谐波治理提供详细的实用数据;
(3)电力部门应对供电侧系统进行改造,安装必要的抑制和消除谐波的设备,提高发电、供电和配电系统的电能质量和可靠性;
(4)供电部门应从全系统出发,统筹规划,采取有效措施,加强技术监督管理,检查尚未投运负荷的谐波水平,要求用户对已投运的谐波源负荷安装滤波装置;
(5)引进和吸收西方国家的先进技术,加大对有源电力滤波器研发的政策支持;
(6)电力部门应更加重视低压配电网的谐波治理,在低压配电网改造中考虑相应的谐波治理资金,有效防止低压配电网谐波渗透到下一级电网;
(7)一般采用有法规和经济约束的措施,改变先污染后治理的被动局面。比如电力电子设备的技术规范中要有谐波含量指标,设备不能超过国家规定的指标,否则不出厂,不在电力系统中投入使用。
参考文献:
[1]王兆安,杨军,刘进军。谐波抑制和无功功率补偿[M]。北京:中国机械工业出版社,1998年4月9日
[2]林·。现代电能质量的基本问题。江苏电能质量研讨会。2002年王淑敏。电能质量控制技术综述。电力系统自动化。2002年,第26卷,第19期,第28-31页
[4]林·。现代电能质量的基本问题。电网技术。2001年,第25卷,第10期,第5-12页。电网谐波[s]。[6]宾汉姆,理查德·p·获得扭曲的清晰图像。Ieee电力工程学会

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