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浅析谐波危害与有源滤波

2014-04-04 09:58:10来源:安科瑞作者:吴艳霞已被 90 人阅读

内容摘要:摘要:谐波的出现,对于电力系统运行是一种污染,它们降低了系统电压、电流正弦波形的质量,不但?#29616;?#22320;影响电力系统自身运行,而

摘要:谐波的出现,对于电力系统运行是一种“污染”,它们降低了系统电压、电流正弦波形的质量,不但?#29616;?#22320;影响电力系统自身运行,而?#19968;?#21361;及用户和周围的通信系统。本文通过分析谐波的危害,并提出采用有源电力滤波器进行谐波治理的方案。

关键词: 污染;谐波危害;有源电力滤波器;治理

0 引言

近半个世纪以来,随着电力电子设备的推广应用,非线性负荷的迅速增加,特别是高压直流输电的运用,使得谐波污染问题日趋?#29616;兀?#24182;因此受到人们普遍的关注和重视。减小谐波影响的技术措施可?#28304;?#20004;方面入手:一是从谐波源出发,减少谐波的产生?#27426;?#26159;安装滤波装置。常见的滤波器包括无源滤波器和有源滤波器。然而,无源滤波器的滤波效果依赖于系统阻抗特性,并容?#36164;?#28201;度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响,且仅能对特定的谐波进行有效地衰减,而出于经济和占地面积方面的考虑,滤波器个数均是有限的,所以对谐波含量丰富的场合,无源滤波器的滤波效果往往不够理想。有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流,克服了无源滤波器的缺点。有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势,因此越来越受到人们的关注。

1 谐波的产生与危害

由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,尤其是非线性电力设备如有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。由于正弦电压加压于非线性负载,使得基波电流发生畸变产生谐波。主要谐波产生源见表1-1。

表1-1  谐波产生源

 

    
所属行业
变频装置
商业、市政、民用、公用事业、工矿企业等
UPS、开关电源、逆变电源
公用事业、商业、电子、通讯等
地铁、轻轨、充电站(桩)
交通
单(多)晶硅生产设备、中频炉
制造业
电弧炉、交流弧焊机、感应加热装置
机械、能源、化工

谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等,使变压器局部?#29616;?#36807;热,使电容器、电缆等设备过热、绝?#36947;?#21270;、寿命缩短,以?#28388;?#22351;。谐波会导?#24405;?#30005;保护,特别是微机综合保护器与自动装置误动作,造成不必要的供电中断和生产损失;谐波还会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给用电管理部门或电力用户带来经济损失。临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声,降低通信质量,计算机无法正常工作;重则导致信息丢失,使工控系统崩溃。

据美国官方统计?#33322;?0年来,全球范围内因电能质量引起的重大电力事故已达20多起,每年因电能质量扰动和电气环境污染引起的经济损失高达300亿美元!2000年4月10日,晋东南电网因运行方式的需要,220kV霍长线停电检修,220kV长治变由漳泽电厂通过220kV漳长I回单独供电,向地区网输送140MW,系统运行正常;20时18分,太焦电铁三座牵引站产生的谐波和负序电流经110kV系统注入220kV系统,引起该线路送漳泽电厂出线211开关的JGX—11A型晶体管相差高频保护误动作,造成晋东南电网瓦解和大面积停电事故,巴公电厂周波降为45.7Hz,与电网解列44?#31181;櫻?#26187;东南11个变电站停电,电气铁道停电20多?#31181;櫻?#30005;网和用户均受到较大的损失。

 

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