谐波对供电系统与其影响性分析

  
  中图分类号TV212
  
  现代化社会离不开电源以及各种用电设备,但是谐波的产生给供电系统与其供用电设备带来了一些不良影响,已经从某种角度影响到了社会安全。本文通过工作实践,简介绍了谐波对供电系统的部分影响,并详细介绍了降低谐波对供电系统影响的具体措施及其应用,包括增装动态无功补偿装置、家装滤波装置和改善供电环境。希望有关人员加以借鉴和参考,将谐波对供电系统与其影响性分析的更透彻,从而更好解决这一难题。
  关键词谐波;供电系统;影响
  在理想的供电情况下,良好的供电系统应该是提供具有标准正弦波形的电压,但在实际供电情况下,供电系统提供的电压波形往往会因为某些原因而偏离正弦波形。谐波的产生对供电系统也就产生了不少影响,将供电系统提供的电能质量变坏了,而供电系统提供的电能有质量问题就会给供电系统与其供用电设备带来一系列不良反应。因此,减少谐波的产生,降低谐波对供电系统及其供用电设备的影响刻不容缓。
  一、谐波对供电系统及其供用电设备的影响
  1、影响继电保护以及自动装置的性能和可靠性
  在电力系统中以负序量为基础的继电保护以及自动装置对供电系统的安全起到了很大的作用,但是由于这些保护装置的整定值小但灵敏度又比较高,所以谐波对这些继电保护以及自动装置的影响就十分严重了。在负序基础上叠加上这些谐波的干扰就会引发电机负序电流的保护误动,变电站的主变复合电压启动电流保护装置负序电压元件误动,并会引发线路各种型号的高频保护、距离保护、自动准同期装置、故障滤波器等发生误动严重威胁到了供电系统的安全运行,如若不能及时解决这些复杂性问题可能会给供电系统带来不必的麻烦。
  2、降低了计量仪器的计量精确性
  很普遍的用电常识,大家都知道,我们日常所用的电压都是220V,频率都是50Hz,供电系统的计量装置都是按照50Hz的标准正弦波形设计的。如果负荷电流中夹杂着谐波成分时,就会影响到感应式电表的正常工作了。谐波参合在负荷电流中会影响到电流的实际流量,而谐波源用户的电表记录的确实扣除一小部分谐波电能后的基波电能,通俗点说就是记录的电能比实际使用的电能少了一部分,那么用户在交电费的时候就可以少交点,从一定程度上污染了电网系统,影响了电网系统的正常运行。
  3、对供用电设备的影响
  正常情况下,民用电器额定电压值都220V,频率50Hz。如果将夹杂着谐波成分的基波电能运输到各地用户,用户的那些电器功能也会受到一定的影响。例如,电视机、计算机屏幕显示的画面图形畸形,画面忽明忽暗,亮度也会发生波动性的变化,电器的不正常使用可能会使电器内部的元件出现过热,影响电器的正常使用,如果是计算机的话还可能会使计算机内存储的数据出现错误,给用户带来极大的不便。对于带有启动用的镇流器的日光灯等电器,因为谐波的共同谐振可能会使镇流器电容器过热而直接损坏。
  二、降低谐波对供电系统影响的具体措施及其应用
  1、增装无功补偿装置,提高供电系统对谐波的承受能力
  快速变化的谐波源除了产生谐波外还可能会引起供电电压的波动和闪变,更有甚者,有的还可能会造成系统电压三相不平衡的情况,严重影响到了公用电网系统的电能质量。在谐波源处增装无功补偿装置,可有效减小谐波给电网系统带来的影响,抑制电压闪变、电压波动、电压三相不平衡,还可以从一定程度上补偿功率因素、滤除系统谐波、减少向系统注入谐波电流、稳定母线电压等等,提高供电系统对谐波的承受能力。
  2、加装滤波装置,降低电源谐波电流值
  北京印钞厂和石家庄印钞厂在谐波治理工程中的案例能很好的解释假装滤波装置的作用。两厂在印钞机上使用了大量的变频器,变频器所产生的谐波对控制系统已经造成了控制精度下降的影响,使印制出来的人民币花纹一定程度上与标版存在偏差,合格率迅速下降并产生了大量的废品,还经常无故停机,给印钞厂带来了严重的不良影响。在治理过程中,安装了有源电力滤波器后,谐波电流含量从原先的35%左右降低到5%了,之前所有的故障也都消失了。为了减少谐波对供电系统带来的影响,最根本的思想就是从根源抓起,从产生谐波的源头抓起,想法设法在谐波源处降低谐波电压,降低电源谐波电流。
  3、改善供电环境,减小谐波对电网的影响
  选择合理的供电电压,改善供电环境,尽可能保持三相电压平衡,将谐波对电网产生的影响最小化。《民用建筑电气设计规范》中提到,为控制各类非线性用电设备所产生的谐波给电网电压正弦波形带来的畸变只是在合理的范围内,宜采用较高电压,也就是说在大功率非线性用电设备中尽量选择较高电压进行供电,这样对供用电设备带来的不良影响会减少。同时,谐波源由较大容量的供电器或更高一级别的电压电网供电,提高供电系统对谐波的承受能力。同时,对谐波源负荷用特质的线路供电,减少谐波对其他负荷的影响,这样可以有助于集中抑制和消除高次谐波。
  三、总结
  总的来说,谐波对供电系统与其影响主表现在可能引起电气设备如变压器、电容器等附加损耗和过热,对供电系统的安全性带来了严重的危害,本文通过增装动态无功补偿装置、家装滤波装置和改善供电环境三方面详细介绍了具体抑制谐波的办法。谐波对供电系统的影响已经引起了社会的广泛关注,抑制谐波的影响,提高供电系统提供的电能质量是电力企业当前所面临的一重大课题,它不仅在强烈求供电系统对谐波做出一系列抑制措施,同时也必须依靠全社会的共同努力,在设计、制造、规范和使用非线性负载过程中采取行之有效的措施,减小谐波侵入电网的几率,从而真正意义上的抑制谐波对供电系统与其供用电设备的影响。
  参考文献
  1张玉华;李茂松;;电子节能光源的特性测试与分析A;中国生物医学工程学会医学物理分会第十次学术年会、中华医学会医学工程学分会第一次医疗设备科学管理研讨会论文集C;1998年
  2金舜;钟彦儒;明正峰;王建渊;;一种消除窄脉冲并控制中点电位的三电平PWM方法A;中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集C;2002年
  3任震,余得伟,唐卓尧;基于模糊优化设计的混合滤波器——治理电气化铁道谐波的一种新方法J;中国电机工程学报;2001年02期
  4王飞;古天祥;蒋毅;;一种改进的高精度谐波分析方法A;中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集C;2004年
  贾辉,男,1970年7月生人,1992年毕业于华北电力学院城市供电专业,毕业后分配至煤炭工业石家庄设计研究院机电室从事电气设计工作至今,1999年取得电气工程师资格,2005年中华人民共和国注册电气工程师(供配电)考试通过,并取得相应资格证书。
  
  注文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

  

You May Also Like