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什麼是諧波及諧波治理

 發布時間:2018-09-14

一、1. 何為諧波?


  在電力體系中諧波發作的底子原因是因為非線性負載所形成的。當電流流經負載時,與所加的電壓不呈線性聯系,就構成非正弦電流,然後發作諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數,依據法國數學家傅立葉(M.Fourier)剖析原理證明,任何重複的波形都能夠分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波重量。諧波是正弦波,每個諧波都具有不同的頻率,起伏與相角。諧波能夠I區分為偶次與奇次性,第3、5、7次編号的為奇次諧波,而2、1 4,6、8等為偶次諧波,如基波為50Hz時,2次諧波為lOOHz,3次諧波則是150Hz。一般地講,奇次諧波引起的損害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相體系中, 因為對稱聯系,偶次諧波現已被消除了,隻有奇次諧波存在。關于三相整流負載, 呈現的諧波電流是6n±1次諧波,例如5、7,11、13、17、19等,變頻器首要發作5、7次諧波。


  “諧波”一詞起源于聲學。有關諧波的數學剖析在18世紀和19世紀現已奠定了傑出的根底。傅裡葉等人提出的諧波剖析辦法至今仍被廣泛運用。電力體系的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就引起了人們的留意。其時在德國,因為運用停止汞弧變流器而形成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read宣布的有關變流器諧波的論文是前期有關諧波研讨的經典論文。到了50年代和60年代,因為高壓直流輸電技能的開展,宣布了有關變流器引起電力體系諧波問題的很多論文。70年代以來,因為電力電子技能的飛速開展,各種電力電子設備在電力體系、工業、交通及家庭中的運用日益廣泛,諧波所形成的損害也日趨嚴峻。世界各國都對諧波問題予以充沛和重視。國際上召開了多次有關諧波問題的學術會議,不少國家和國際學術安排都制定了約束電力體系諧波和用電設備諧波的規範和規則。諧波研讨的含義,品德是因為諧波的損害非常嚴峻。諧波使電能的出産、傳輸和運用的功率下降,使電氣設備過熱、發作振蕩和噪聲,并使絕緣老化,運用壽命縮短,乃至發作毛病或焚毀。諧波可引起電力體系局部并聯諧振或串聯諧振,使諧波含量擴大,形成電容器等設備焚毀。諧波還會引起繼電保護和自動設備誤動作,使電能計量呈現紊亂。關于電力體系外部,諧波對通訊設備和電子設備會發作嚴峻攪擾。


  2. 諧波抑制為處理電力電子設備和其他諧波源的諧波污染問題,基本思路有兩條:一條是裝設諧波補償設備來補償諧波,這對各種諧波源都是适用的;另一條是對電力電子設備自身進行改造,使期不發作諧波,且功率因數可控制為1,這當然隻适用于作為首要諧波源的電力電子設備。


  裝設諧波補償設備的傳統辦法就是采用LC調諧濾波器。這種辦法既可補償諧波,又可補償無功功率,并且結構簡略,一向被廣泛運用。這種辦法的首要缺陷是補償特性受電網阻抗和運轉狀況影響,易和體系發作并聯諧振,導緻諧波擴大,使LC濾波器過載乃至焚毀。此外,它隻能補償固定頻率的諧波,補償效果也不甚理想。


  3. 無功補償人們對有功功率的了解非常簡單,而要深入知道無功功率卻并不是垂手可得的。在正弦電路中,無功功率的概念是清楚的,而在含有諧波時,至今尚無取得公認的無功功率界說。可是,對無功功率這一概念的重要性,對無功補償重要性的知道,卻是共同的。


  無功補償應包括對基波無功功補償和對諧波無功功率的補償。無功功率對供電體系和負荷的運轉都是非常重要的。電力體系網絡元件的阻抗首要是電理性的。因而,粗略地說,為了運送有功功率,就要求送電端和受電端的電壓有一相位差,這在恰當寬的範圍内能夠完成;而為了運送無功功率,則要求兩端電壓有一幅值差,這隻能在很窄的範圍内完成。不僅大多數網絡元件耗費無功功率,大多數負載也需求耗費無功功率。網絡元件和負載所需求的無功功率有必要從網絡中某個當地取得。明顯,這些無功功率如果都要由發電機供給并經過長間隔傳送是不合理的,一般也是不可能的。


  合理的辦法應是在需求耗費無功功率的當地發作無功功率,這就是無功補償。


  無功補償的效果首要有以下幾點:


  (1) 進步供用電體系及負載的功率因數,下降設備容量,削減功率損耗。


  (2) 安穩受電端及電網的電壓,進步供電質量。在長間隔輸電線中适宜的地址設置動态無功補償設備還能夠改進輸電體系的安穩性,進步輸電才能。


  (3) 在電氣化鐵道等三相負載不平衡的場合,經過恰當的無功裣能夠平衡三相的有功及無功負載。