谐波治理是电力系统中至关重要的一环,它直接关系到电能质量和电力系统的稳定性。本文将会从谐波的产生、谐波造成的影响、有效的谐波治理策略等方面详细介绍。
1、谐波与谐波的产生
从严格的意义来讲,谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通常称为高次谐波。
电网谐波主要由发电设备、输配电设备以及电力系统非线性负载等三个方面引起的。其中电力系统中的非线性负载,是主要谐波来源,例如UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
2、谐波可能造成的影响
①对旋转的发电机、电动机而言,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁心中产生附加损耗,从而降低发电、输电及用电设备的效率。
②谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更不平滑,不仅导致电机、变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以电机、变压器在严重的谐波负载下将产生局部过热、温升增加,从而加速绝缘老化、缩短变压器等电气设备的使用寿命,降低供电可靠性。
③由于电机、变压器、电力电容器、电缆等负载处于经常的变动之中,极易与电网中的谐波源构成串联或并联的谐振条件,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电机、变压器等负载及电力系统的安全运行,引发输配电事故的发生。
3、常见的谐波治理技术
①无源谐波
无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来,组成LC 串联回路,并联于系统中。LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,例如5次、7次、11次谐振点上,达到滤除这3次谐波的目的。这种滤波方式在市面上使用较多,主要是因为低成本,用户更容易接受。
②有源谐波
有源谐波装置是在无源滤波的基础上发展起来的,它的滤波效果好,在其额定的无功功率范围内,滤波效果基本能达到百分之百的。但其成本较高,主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统,尤其是写字楼的供电系统,工厂的计算机控制供电系统等。
总结来说,谐波治理是保护电力系统安全、提高电能质量的必要措施。采用合适的技术和策略治理谐波,可以确保电力系统的稳定和可靠运行。