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谐波的产生

2017-03-06 18:24分类:电工基础知识 阅读:

 

引起波形畸变的谐波源多种多样,在电力的生产、传输、转换和使用等各个环节中都有可能会产生谐波。电网中的谐波一般主要来自于三个方面:一是供电电源本身产生的谐波;二是输配电系统中的相关设备产生的谐波;三是用电设备产生的谐波。其中非线性用电设备产生的谐波占比最大。
发电设备具有直流分量,在源端即产生谐波分量,但在发电设备设计制造时通常采取完善可靠的限制措施,输出电压的谐波含量很小。
输配电系统中最主要的谐波源是电力变压器,变压器的磁化曲线和饱和点决定其必然存在直流分量,即高次谐波成分。其次,如直流换流站的整流/逆变装置等由功率开关器件控制的基于移相原理的补偿和自动装置,将会造成波形的不连续或形变,在输配电线路中形成谐波。输配电设备产生的谐波可在设计制造环节加以控制,一般不会造成严重后果。
用电设备产生的谐波最值得关注。随着现代工业、电气化铁路和人民生活水平的高速发展和提高,大量非线性用电设备得到广泛应用,产生大量谐波注入电网,使电能质量下降。如:晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收缺角的正弦波却给电网留下另一部分缺角的正弦波,谐波成分占比很大;由于晶闸管整流器在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等方面的应用越加广泛,给电网造成大量谐波;工矿企业中的各种变频装置、电弧炉、电石炉等设备都是谐波源,且功率大、谐波成分复杂,对电网造成的谐波危害也越来越大;其他居民用电装置(如电视机、日光灯、电池充电器等)也会产生谐波,虽然这些用电设备功耗小但数量庞大,它们注入系统的谐波分量也不容忽视。用电设备本身的非线性对公用电网注入了大量谐波,而大多数用户本身只关心本身的利益,一方面要求电能质量高,另一方面追求生产效益大,超负荷生产现象难以控制,却对本企业所产生的谐波对公网污染漠不关心,因此限制谐波对公用电网的影响必须在设计、建设、运维环节加以严控。

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