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《江陰和源電氣小知識》什么是非線性負(fù)荷諧波污染

時間:2025/1/27閱讀:167
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要了解非線性負(fù)荷,必須先了解諧波和諧波畸變的幾個常識。
 
1.諧波畸變的定義
        電力系統(tǒng)中的線性負(fù)荷不產(chǎn)生諧波,諧波畸變是由電力系統(tǒng)中的非線性設(shè)備引起的,流過非線性設(shè)備的電流和加在其上的電壓不成比例關(guān)系。雖然加在設(shè)備上的電壓是理想的正弦波,但流過其中的電流卻是非正弦的,即出現(xiàn)了諧波畸變的問題。當(dāng)電壓有較小增加時,電流可能成倍增加,并且其波形也將發(fā)生變化。
 
2.諧波畸變產(chǎn)生的原因
        電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生主要來自電源和負(fù)荷兩大方面:其一是發(fā)電機(jī)和變壓器制造上的缺欠以及風(fēng)能、太陽能發(fā)電方式造成的;其二則是用戶端非線性負(fù)荷造成的。就電網(wǎng)的發(fā)展來看,后一種原因即非線性負(fù)荷的飛速發(fā)展較前者影響更大,是造成諧波污染的主要根源。
       當(dāng)某一負(fù)荷施加正弦電壓,其電流若和該電壓及負(fù)荷阻抗成正比例關(guān)系,并隨電壓波形的變化而變化,這種負(fù)荷就叫做無畸變的線性負(fù)荷,如電阻性負(fù)載、恒速電機(jī)和同步電機(jī)等;當(dāng)某一負(fù)荷在每半周期產(chǎn)生的電流和施加的電壓不呈比例關(guān)系,而是呈現(xiàn)出非正弦畸變波形,這種負(fù)荷就屬于非線性負(fù)荷,如大容量閘晶管、可控硅整流器、逆變器、變流器等電子設(shè)備,以及電弧爐、化工電鍍設(shè)備、變頻起動電動機(jī),甚至蓄電池充電器、鎮(zhèn)流器等。不可否認(rèn),這些技術(shù)型設(shè)備在提高系統(tǒng)傳輸能力,改善了人民生活水平,但同時也使電力系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量的高次諧波,從而加劇了電網(wǎng)電壓、電流波形畸變水平,惡化了電網(wǎng)運(yùn)行狀況,導(dǎo)致電網(wǎng)諧波污染日益嚴(yán)重。其后果是電能質(zhì)量降低,損耗增大,損壞設(shè)備,甚至引起系統(tǒng)故障。
3.諧波產(chǎn)生的原因

       諧波導(dǎo)致供電電壓波形畸變,劣化公共連接點(diǎn)(PCC)供電質(zhì)量。同時,諧波電流進(jìn)入電網(wǎng)后有發(fā)生諧振的潛在危險,諧振的后果將出現(xiàn)大范圍、大幅度的過電壓、過電流問題,進(jìn)一步威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,主要表現(xiàn)為:

a.大量諧波能使繼電器、自動裝置拒動或誤動,如零序電流過大就可能造成接地保護(hù)誤動;

b. 諧波數(shù)量大時能使系統(tǒng)中反映工頻正弦量的多數(shù)監(jiān)視、測量表計(jì)產(chǎn)生誤差;

c.諧波會影響通訊系統(tǒng)通話的清晰度,嚴(yán)重時發(fā)生諧振,干擾整個通訊系統(tǒng);

d.諧波能導(dǎo)致長距離輸電線單相重合閘失?。?/span>

e.諧波能影響避雷器安全運(yùn)行和損壞互感器;

f.諧波可使功率因數(shù)補(bǔ)償效果變劣;

g.系統(tǒng)諧波嚴(yán)重時能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)失靈。

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