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1、电能质量技术讲座稿 二零一一年九月上海韦欧韦滤波设备内容电能质量概述谐波的概念谐波的产生谐波的危害谐波的治理总结一.电能质量概述 概述 电能质量关系到电力系统及其电气设备平安 运转和效率；关系到节能降耗；关系到消费和生活 以及国民经济的效益电能质量问题 指供电和用电质量的好坏，与电能质量有关的有： 电压、电流的频率 稳态过电压、欠电压及电压动摇 闪变 幅度暂低、暂高、短时中断 波形和对称度 三相不对称 谐波 暂态脉冲 暂态振荡产生电能质量问题的缘由： 干扰性负荷 电弧炉、整流器、单相负荷及各种电源的变换设备等 雷电、外力破坏配电设备缺点、电容器投切、线路切换等电能质量有关国家规范： (GB12
2、325-2021)(GB12326-2021)(GB/T14549-1993)(GB/T15543-2021)(GB/T15945-2021)(GB/T18481-2001)(GB/T24337-2021)二.谐波的根本概念 谐波的定义 正弦波电压施加到非线性负载，产生非正弦波电流，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，使得电网电压波形也构成非正弦波形，对非正弦波进展傅立叶级数分解，其中频率与工频一样的分量称为基波，频率大于工频的分量称为谐波。非正弦波的组成 任何频率“f的周期信号，无论它的波形是什么，都可以作为以下的总和被表现：频率f的与工频一样正弦分量，被称为基波h1频率大于工频的正弦分量，被
3、称为谐波hndc(直流)分量假设可用 例： 线性负载 假设一个负载产生的电流与电源电 压有一样的波形，那么它被称为是 “线性的。这样的电流没有谐波分量 。这样的负载的例子：电热器中的 电阻器，稳态条件下的电感负载 电动机，变压器等谐波由非线性负载产生 非线性负载 假设一个负载产生的电流与电源电 压没有一样的波形，那么它被称为是 “非线性的。这样的电流有高谐波分 量。谐波频谱取决于负载的类型。 例如：开关电源，整流电源，电弧 炉等 谐波的次数和频谱 次数： 谐波次数定义为谐波频率等于基波频 率的倍数。 例：对于50Hz的基波，第3次谐波的 频率是3 x 50 = 150 Hz。 频谱： 信号的频
4、谱是作为不同的谐波各自频 率的功能显示它们的振幅的图。 三.谐波产生主要谐波源设备：变速传动安装包括交流、直流晶闸管控制设备(如：整流器，照明控制系统的亮度调理固定式换流器UPS不延续电源电弧炉电焊机大建筑物中的照明饱和电抗器变压器变速传动安装交流3相负载主要产生5，7，11，13次 谐波电流电流是不稳定的 l谐波电流是lS=23kVA THDI=124% l谐波频谱l81%H5,74%H7,42%H11, . 整流器等：3相负载主要产生5，7，11，13次 谐波电流 l谐波电流是lS=122kVA THDI=30% l谐波频谱l28%H5,5%H7,6%H11, . 电焊机：单相负载有较高3
5、次谐波含量的电流 l谐波电流是lIs=341A THDI=58% l谐波频谱l56%H3,9%H5,9%H7, . 照明荧光灯： 单相负载有较高3次谐波含量的电流 l谐波电流是lS=22KVAl谐波频谱l51%H3,11%H5,8%H9, . 四.谐波的危害 对输线路的影响 高分子资料的热老化方程为： lgr = a + b/T对变压器的影响 负荷电流含有谐波时，将在三个方面引起压器发热 的添加:均方根值电流添加涡流损耗铁芯损耗 假设变压器正常的绝缘寿命为20年，由于谐波引起附加的温升与变 压器绝缘寿命的对应表为：对变压器的影响 负荷电流含有谐波时，将在三个方面引起压器发热 的添加:对电容器的
6、影响 电力谐波和电容器之间的作用是相互的，它不仅在电容器中产生额外的电力损耗，而且能够与电容器一同产生串联或并联谐振。在电容器的作用下，谐波电流可以被放大25倍，而在谐振时可达30倍以上。谐振引起的过电压和过电流会大大添加电容器的损耗和过热，这往往导致电容器的损坏。对继电维护及自动化安装的影响 谐波对继电维护的影响主要表现为使继电器动作特性畸变 或效果降低，其后果常是维护安装的拒动或误动。 目前，计量中采用静电感应式电能表是按工频(基波50Hz) 纯粹弦交流额定工况设计制造的。存在电力谐波时，基波 电流调和波电流都会在电能表转盘上产生涡流，因此谐波 存在会影响计量的准确性。对电能表的影响五.谐
7、波的治理 谐波治理的目的： 降低电网系统中电压和电流的畸变率，防止谐波电压对电网 中用电设备呵斥的危害，保证用电设备的正常运转，延伸用电设备的运用寿命。谐波治理的设备：无源滤波安装有源滤波安装滤波型动态无功补偿安装l无源滤波安装根本原理： 由电容器、电抗器和电阻器配合组成的滤波器，与谐波源并联，对某次特定频率的谐波产生吸收和滤除作用；还可兼顾无功补偿的需求。无源滤波的分类:a.单调谐滤波器；b.高通滤波器；c.双调谐滤波器；无源滤波安装的优点:a.构造简单；b.容易实现；c.便于维护；d.本钱较低等； 图样1：控制器2：真空接触器3：衔接铜排4：电抗器5：电容器无源滤波的缺陷:a.单调谐滤波器
8、的谐振频率会因电容、电感参数的偏向或变化而改动；b.电网频率会有一定动摇，这将导致滤波器失谐；c.电网阻抗变化对单调谐滤波器的滤波效果有较大影响；d.更为严重的是，电网阻抗与滤波安装有发生并联谐振的能够； 图样l有源滤波安装 它是一种用于动态抑制谐波，且可以补偿无功的电力电子安装，它能对大小和频率都变化的谐涉及变化的无功进展补偿，可抑制无源电力滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺陷。是一种自动型的控制安装。根本原理图有源滤波器的分类:a.并联型；b.串联型；c.混合型有源滤波安装和无源滤波安装混合；并联型有源滤波安装：安装并联型有源滤波安装的非线性负载系统:串联型有源滤波安装原理简图:a.
9、通常用于补偿电压型的谐波源b.可等效为一个谐波电压源c.处理电压波形问题混合型有源滤波安装和无源滤波安装混合安装混合型滤波安装的非线性负载系统：有源电力滤波器的特点：a.实现了动态补偿，可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功进展补偿，对补偿对象的变化有极快的呼应；b.可同时对谐波和无功进展补偿，且补偿无功的大小可做到延续节；c.补偿无功时不需贮能元件；补偿谐波时所需贮能元件容量也不大；d.即使补偿对象电流过大，电力有源滤波器也不会发生过载，并能正常发扬补偿作；e.受电网阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振；f.能跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响；g.既可对一个谐波和无
10、功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源集中补偿。 电力电容器作为无功功率补偿，至今仍是最主要的补偿方式。控制电力电容器的投切方法正在不断的变化，各种投切电力电容器的控制器件的比较如下：l低压滤波型动态无功补偿安装 电能质量问题涉及的方面很广，这里也仅对其中的一部分做了引见。经过电能质量的治理就是为了保证系统可靠的运转，延伸供电系统中其他电力设备的运用寿命及提高系统的可靠性。总的来说，处理电能质量问题最重要是要有正确的理念，使整个供电系统到达一个环保的、高规范的环境运转。六.总结 电能质量问题不能了解为用某一种产品就可以处理问题，要整体思索，我们最大的优势就是和客户共同讨论，找到处理企业电能质量的问题，然后用系列的电能质量产品实施处理。 为了提升电能质量，降低用电本钱，成为行业内一流的电能质量治理企业，是我们每一个韦欧韦员工矢志不渝的追求与目的；公司投入大量资金建立了先进的电能质量产品研发中心。 竭诚向客户提供性能优越，质量可靠的电能质量产品及全方位的技术支持和效力。 谢谢大家！ 欢迎批判指正！
