電力系統中諧波產生的原因,電力系統諧波產生的原因及影響。

時間 2022-02-27 05:30:51

1樓:___耐撕

電網諧波主要由發電裝置(電源端)、輸配電裝置以及電力系統非線性負載等三個方面引起的。

1、電源端產生的諧波。

發電機的三相繞組在製作上很難做到絕對對稱,由於製作工藝影響,其鐵心也很難做到絕對的均勻一致,加上發電機的穩定性等其他一些原因,會產生一些諧波,但一般來說相對較少。

2、輸配電過程產生的諧波。

電力變壓器是輸配電過程中主要的諧波**,由於變壓器的設計需要考慮經濟性,其鐵心的磁化曲線處於非線性的飽和狀態,使得工作時的磁化電流為尖頂型的波形,因而產生奇次諧波。

較高的變壓器鐵心飽和程度使得其工作點偏離了線性曲線,產生了較大的諧波電流,其奇次諧波電流的比例可以達到變壓器額定電流的0.5%以上。

3、電力裝置產生的諧波。

2樓:四川華西安裝

電網諧波來自於3個方面:

一是發電源質量不高產生諧波:

發電機由於三相繞組在製作上很難做到絕對對稱,鐵心也很難做到絕對均勻一致和其他一些原因,發電源多少也會產生一些諧波,但一般來說很少。

二是輸配電系統產生諧波:

輸配電系統中主要是電力變壓器產生諧波,由於變壓器鐵心的飽和,磁化曲線的非線性,加上設計變壓器時考慮經濟性,其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上,這樣就使得磁化電流呈尖頂波形,因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結構形式、鐵心的飽和程度有關。鐵心的飽和程度越高,變壓器工作點偏離線性越遠,諧波電流也就越大,其中3次諧波電流可達額定電流0.

5%。三是用電裝置產生的諧波:

閘流體整流裝置。由於閘流體整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等許多方面得到了越來越廣泛的應用,給電網造成了大量的諧波。我們知道,閘流體整流裝置採用移相控制,從電網吸收的是缺角的正弦波,從而給電網留下的也是另一部分缺角的正弦波,從而給電網留下的也是另一部分缺角的正弦波,顯然在留下部分中含有大量的諧波。

如果整流裝置為單相整流電路,在接感性負載時則含有奇次諧波電流,其中3次諧波的含量可達基波的30%;接容性負載時則含有奇次諧波電壓,其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器,變壓器原邊及供電線路含有5次及以上奇次諧波電流;如果是12脈衝整流器,也還有11次及以上奇次諧波電流。經統計表明:

由整流裝置產生的諧波佔所有諧波的近40%,這是最大的諧波源。

變頻裝置。變頻裝置常用於風機、水幫浦、電梯等裝置中,由於採用了相位控制,諧波成份很複雜,除含有整數次諧波外,還含有分數次諧波,這類裝置的功率一般較大,隨著變頻調速的發展,對電網造成的諧波也越來越多。

電弧爐、電石爐。由於加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料,使得燃燒不穩定,引起三相負荷不平衡,產生諧波電流,經變壓器的三角形連線線圈而注入電網。其中主要是2 7次的諧波,平均可達基波的8% 20%,最大可達45%。

氣體放電類電光源。螢光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等屬於氣體放電類電光源。分析與測量這類電光源的伏安特性,可知其非線性十分嚴重,有的還含有負的伏安特性,它們會給電網造成奇次諧波電流。

家用電器。電視機、錄影機、計算機、調光燈具、調溫炊具等,因具有調壓整流裝置,會產生較深的奇次諧波。在洗衣機、電風扇、空調器等有繞組的裝置中,因不平衡電流的變化也能使波形改變。

這些家用電器雖然功率較小,但數量巨大,也是諧波的主要**之一。

3樓:匿名使用者

主要是變頻、整流裝置在工作中會產生諧波。諧波的影響如下:1、變壓器

對變壓器而言,諧波電流可導致銅損和雜散損增加,諧波電壓則會增加鐵損。與純正基本波執行的正弦電流和電壓相較,諧波對變壓器的整體影響是溫公升較高。須注意的是; 這些由諧波所引起的額外損失將與電流和頻率的平方成比例上公升,進而導致變壓器的基波負載容量下降。

而當你為非線性負載選擇正確的變壓器額定容量時,應考慮足夠的降載因數,以確保變壓器溫公升在允許的範圍內。還應注意的是使用者由於諧波所造成的額外損失將按所消耗的能量(仟瓦小時)反應在電費上,而且諧波也會導致變壓器雜訊增加。

2、 電力電纜

在導體中非正弦波電流產生的熱量與俱有相同均方根值的純正弦波電流相較,則非正弦波有較高的熱量。該額外溫公升是由眾所周知的集膚效應和鄰近效應所引起的,而這兩種現象取決於頻率及導體的尺寸和間隔。這兩種效應如同增加導體交流電阻,進而導致i2rac損耗增加。

3、 電動機與發電機

諧波電流和電壓對感應及同步電動機所造成的主要效應為在諧波頻率下鐵損和銅損的增加所引起之額外溫公升。這些額外損失將導致電動機效率降低,並影響轉矩。當裝置負荷對電動機轉矩的變動較敏感時,其扭動轉矩的輸出將影響所生產產品的質量。

例如: 造紙業、人造纖維紡織業、塑料薄膜行業和一些金屬加工業。

對於旋轉電機裝置,與正弦磁化相比,諧波會增加噪音量。像五次和七次這種諧波源,在發電機或電動機負載系統上,可產生六次諧波頻率的機械振盪。機械振盪是由振動的扭矩引起的,而扭矩的振盪則是由諧波電流和基波頻率磁場所造成,如果機械諧振頻率與電氣勵磁頻率重合,會發生共振進而產生很高的機械應力,導致機械損壞的危險。

4、電子裝置

電力電子裝置對供電電壓的諧波畸變很敏感,這種裝置常常須靠電壓波形的過零點或其它電壓波形取得同步執行。電壓諧波畸變可導致電壓過零點漂移或改變乙個相間電壓高於另乙個相間電壓的位置點。這兩點對於不同型別的電力電子電路控制是至關重要的。

控制系統對這兩點(電壓過零點與電壓位置點)的判斷錯誤可導致控制系統失控。而電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對通訊裝置的干擾。

計算器和一些其它電子裝置,如可編過程控制器(plc),通常要求總諧波電壓畸變率(thd)小於5%,且個別諧波電壓畸變率低於3%,較高的畸變量可導致控制裝置誤動作,進而造成生產或執行中斷,導致較大的經濟損失。

5﹑開關和繼電保護

諧波電流也會引起開關之額外損失,並提高溫公升使承載基波電流能力降低。溫公升的提高對某些絕緣元件而言會降低其使用壽命。低壓斷路器之固態跳脫裝置,系根據電流峰值來動作,而此種型式之跳脫裝置會因饋線供電給非線性負載而導致不正常跳閘。

6、功率因數補償電容器

電容器與其它裝置相較有很大區別,因其容性特點在系統共振情況下可顯著的改變系統阻抗。電容器組之容抗隨頻率公升高而降低,因此,電容器組起到放大諧波電流的作用,從而提高溫公升並增加絕緣材料的介質應力。頻繁地切換非線性電磁元件會產生諧波電流如變壓器,這些諧波電流將增加電容器的負擔。

應當注意的是熔絲通常不是用來當作電容器之過載保護。由諧波引起的發熱和電壓增加意味著電容器使用壽命的縮短。

系統諧振將導致諧波電壓和電流會明顯地高於在無諧振情況下出現的諧波電壓和電流,因此在電力系統中使用電容器組時,必需考量因素是系統產生諧振的可能性。

4樓:遠征軍

需要加裝有源濾波器來改善諧波!我是廠家

電力系統諧波產生的原因及影響。

5樓:哀碧春別楠

電網諧波來自於3個方面:

一是發電源質量不高產生諧波:

發電機由於三相繞組在製作上很難做到絕對對稱,鐵心也很難做到絕對均勻一致和其他一些原因,發電源多少也會產生一些諧波,但一般來說很少。

二是輸配電系統產生諧波:

輸配電系統中主要是電力變壓器產生諧波,由於變壓器鐵心的飽和,磁化曲線的非線性,加上設計變壓器時考慮經濟性,其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上,這樣就使得磁化電流呈尖頂波形,因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結構形式、鐵心的飽和程度有關。鐵心的飽和程度越高,變壓器工作點偏離線性越遠,諧波電流也就越大,其中3次諧波電流可達額定電流0.

5%。三是用電裝置產生的諧波:

閘流體整流裝置。由於閘流體整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等許多方面得到了越來越廣泛的應用,給電網造成了大量的諧波。我們知道,閘流體整流裝置採用移相控制,從電網吸收的是缺角的正弦波,從而給電網留下的也是另一部分缺角的正弦波,從而給電網留下的也是另一部分缺角的正弦波,顯然在留下部分中含有大量的諧波。

如果整流裝置為單相整流電路,在接感性負載時則含有奇次諧波電流,其中3次諧波的含量可達基波的30%;接容性負載時則含有奇次諧波電壓,其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器,變壓器原邊及供電線路含有5次及以上奇次諧波電流;如果是12脈衝整流器,也還有11次及以上奇次諧波電流。經統計表明:

由整流裝置產生的諧波佔所有諧波的近40%,這是最大的諧波源。

變頻裝置。變頻裝置常用於風機、水幫浦、電梯等裝置中,由於採用了相位控制,諧波成份很複雜,除含有整數次諧波外,還含有分數次諧波,這類裝置的功率一般較大,隨著變頻調速的發展,對電網造成的諧波也越來越多。

電弧爐、電石爐。由於加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料,使得燃燒不穩定,引起三相負荷不平衡,產生諧波電流,經變壓器的三角形連線線圈而注入電網。其中主要是27次的諧波,平均可達基波的8%20%,最大可達45%。

氣體放電類電光源。螢光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等屬於氣體放電類電光源。分析與測量這類電光源的伏安特性,可知其非線性十分嚴重,有的還含有負的伏安特性,它們會給電網造成奇次諧波電流。

家用電器。電視機、錄影機、計算機、調光燈具、調溫炊具等,因具有調壓整流裝置,會產生較深的奇次諧波。在洗衣機、電風扇、空調器等有繞組的裝置中,因不平衡電流的變化也能使波形改變。

這些家用電器雖然功率較小,但數量巨大,也是諧波的主要**之一。

試述電力系統諧波產生的原因及其影響?

6樓:匿名使用者

諧波產生的原因:高次諧波產生的根本原因是由於電力系統中某些裝置和負荷的非線性特性,即所加的電壓與產生的電流不成線性(正比)關係而造成的波形畸變。 當電力系統向非線性裝置及負荷供電時,這些裝置或負荷在傳遞(如變壓器)、變換(如交直流換流器)、吸收(如電弧爐)系統發電機所供給的基波能量的同時,又把部分基波能量轉換為諧波能量,向系統倒送大量的高次諧波,使電力系統的正弦波形畸變,電能質量降低。

當前,電力系統的諧波源主要有三大類。 1)、鐵磁飽和型:各種鐵芯裝置,如變壓器、電抗器等,其鐵磁飽和特性

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