1.电能质量和谐波
1.1谐波的产生
随着电力电子转换器的使用越来越多,电能得到了更充分的利用。然而,非线性功率器件设备的广泛应用产生大量失真的电流谐波。电网中的失真电流导致谐波电压;谐波污染日益威胁着电力系统的安全性,稳定性和经济运行。它对同一网络和其他用户的线性负载有重大影响。谐波已经与电磁干扰和功率因数降低相结合,成为电力系统的三大公害。因此,了解谐波产生原理,研究供电和配电系统中高次谐波的消除,对提高供电质量,保证电力系统安全经济运行具有非常积极的意义。谐波测量是谐波问题的重要分支,对抑制谐波和解决谐波问题具有重要的指导作用。因此,谐波的测量和分析是电力系统分析和控制的重要任务,是继电保护和故障测量的重要前提。
主要的谐波产生源如下:
1.2谐波危险
1.2.1增加可能引起火灾的电源组件的额外损耗。
谐波会导致公用电网中的组件额外损失,从而降低发电,传输和电气设备的效率。流过中心线的大量三次谐波会使线路过热甚至引起火灾。
1.2.2影响电气设备的正常运行。
谐波会影响电气设备的正常运行,引起电机的机械振动和噪声,造成变压器严重过热,导致电容器,电缆等设备过热,绝缘老化,使用寿命缩短,造成损坏。
1.2.3引起电网共振。
这种谐振可能导致谐波电流被放大数倍甚至数十倍,对系统构成巨大威胁,特别是对串联连接的电容器和电抗器,通常会导致电容器和电抗器烧坏。
1.2.4继电保护失灵,电气测量误差过大。
谐波会导致继电保护,特别是微电脑集成保护器和自动装置故障,造成不必要的电源中断和生产损失;谐波会使电测量仪器测量不准确,产生测量误差,给电源管理部门或用户造成的经济损失。
1.2.5工业控制系统崩溃。
相邻谐波源或高次谐波会对通信和信息处理设备造成干扰,产生光噪声,通信质量下降,计算机无法正常工作,信息丢失,工业控制系统会崩溃。