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諧波產(chǎn)生的原因: 

所謂諧波是指一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍，通常也稱(chēng)之為高次諧波。

 

諧波主要由諧波電流源產(chǎn)生：當(dāng)正弦基波電壓施加于非線性設(shè)備時(shí)，設(shè)備吸收的電流與施加的電壓波形不同，電流因而發(fā)生了畸變，由于負(fù)荷與電網(wǎng)相連，故諧波電流注入到電網(wǎng)中，這些設(shè)備就成了電力系統(tǒng)的諧波源。

 

系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩類(lèi)：

含半導(dǎo)體的非線性元件：如各種整流設(shè)備、變流器、交直流換流設(shè)備、PWM變頻器等節(jié)能和控制用的電力電子設(shè)備。

含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源：如日光燈、交流電弧爐、變壓器及鐵磁諧振設(shè)備等。

 

防治原理和措施 : 

一、降低諧波源的諧波含量

降低諧波源的諧波含量，也就是在諧波源上采取措施，很大限度地避免諧波的產(chǎn)生。這種方法比較積極，能夠提高電網(wǎng)質(zhì)量，可大大節(jié)省因消除諧波影響而支出的費(fèi)用。具體方法有：

 

1）、增加整流器的脈動(dòng)數(shù)

整流器是電網(wǎng)中的主要諧波源，其特征頻譜為：n=Kp±1，則可知脈沖數(shù)p增加，n也相應(yīng)增大，而In≈I1/n，故諧波電流將減少。因此，增加整流脈動(dòng)數(shù)，可平滑波形，減少諧波。

 

2）、脈寬調(diào)制法

采用PWM，在所需的頻率周期內(nèi)，將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的系列交流輸出電壓脈沖可以達(dá)到抑制諧波的目的。

 

3）、三相整流變壓器采用Y/Δ或Δ/Y的接線

這種接線可消除3的倍數(shù)次的高次諧波，這是抑制高次諧波的最基本的方法。

 

二、在諧波源處吸收諧波電流：

這類(lèi)方法是對(duì)已有的諧波進(jìn)行有效抑制的方法，這是目前電力系統(tǒng)使用最廣泛的抑制諧波方法。主要方法有以下幾種：

 

1、 無(wú)源濾波器

由于無(wú)源濾波器存在著許多缺點(diǎn)，如濾波易受系統(tǒng)參數(shù)的影響;對(duì)某些次諧波有放大的可能;耗費(fèi)多、體積大等。因而人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器。

 

2 、有源濾波器

與無(wú)源濾波器相比，具有高度可控性和快速響應(yīng)性，能補(bǔ)償各次諧波，可抑制閃變、補(bǔ)償無(wú)功，有一機(jī)多能的特點(diǎn);在性?xún)r(jià)比上較為合理;濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn);具有自適應(yīng)功能，可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波。

目前在國(guó)外高低壓有源濾波技術(shù)已應(yīng)用到實(shí)踐，而我國(guó)還僅應(yīng)用到低壓有源濾波技術(shù)。隨著容量的不斷提高，有源濾波技術(shù)作為改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用范圍也將從補(bǔ)償用戶(hù)自身的諧波向改善整個(gè)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量的方向發(fā)展。

 

3、防止并聯(lián)電容器組對(duì)諧波的放大

在電網(wǎng)中并聯(lián)電容器組起改善功率因數(shù)和調(diào)節(jié)電壓的作用。當(dāng)諧波存在時(shí)，在一定的參數(shù)下電容器組會(huì)對(duì)諧波起放大作用，危及電容器本身和附近電氣設(shè)備的安全。可采取串聯(lián)電抗器，或?qū)㈦娙萜鹘M的某些支路改為濾波器，還可以采取限定電容器組的投入容量，避免電容器對(duì)諧波的放大。

 

4、加裝靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

快速變化的諧波源，如：電弧爐、電力機(jī)車(chē)和卷?yè)P(yáng)機(jī)等，除了產(chǎn)生諧波外，往往還會(huì)引起供電電壓的波動(dòng)和閃變，有的還會(huì)造成系統(tǒng)電壓三相不平衡，嚴(yán)重影響公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量。在諧波源處并聯(lián)裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，可有效減小波動(dòng)的諧波量，同時(shí)，可以抑制電壓波動(dòng)、電壓閃變、三相不平衡，還可補(bǔ)償功率因數(shù)。

 

三、改善供電環(huán)境

選擇合理的供電電壓并盡可能保持三相電壓平衡，可以有效地減小諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。諧波源由較大容量的供電點(diǎn)或高一級(jí)電壓的電網(wǎng)供電，承受諧波的能力將會(huì)增大。對(duì)諧波源負(fù)荷由專(zhuān)門(mén)的線路供電，減少諧波對(duì)其它負(fù)荷的影響，也有助于集中抑制和消除高次諧波。

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