谐波的危害及其抑制方法

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1、谐波的危害及其抑制方法谐波的危害及其抑制方法　　随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，除了需要电能成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多，电力质量受到人们的日益重视。例如，工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电，或因受电力网上瞬态电磁干扰影响，致使计算机系统无法正常运行，将会带来巨大的经济损失。电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分，如果这些装置不能正常运行，必定扰乱人们的正常生活。但是，电视机、计算机、电子式照明设备

2、、变频调速装置、开关电源、电弧炉等用电负载大都是非线性负载，都是谐波源，如将这些谐波电流注入公用电网，必然污染公用电网，使公用电网电源的波形畸变，增加谐波成份。　　国际电工委员会已于１９８８年开始对谐波限定提出了明确的要求。美国“ＩＥＥＥ电子电气工程师协会”于１９９２年制定了谐波限定标准ＩＥＥＥ—１０００。在ＩＥＥＥｓｔｄ．５１９—１９９２标准中明确规定了计算机或类似设备的谐波电压畸变因数应在５％以下，而对于医院、飞机场等关键场所则要求ＴＨＤ应低于３％。　　１．１电源本身谐波　　由于发电机制造工艺的问题，致使电枢表面的磁感应强度

3、分布稍稍偏离正弦波，因此，产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，即所产生的电流稍偏离正弦电流。当然，几个这样的电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。　　１．２由非线性负载所致　　非线性负载　　谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系；而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。　　主要非线性负载装置　　开关电源的高次谐波，它由五部分组成：一次整流、开关振荡回路、二次整流、负载和控制，这几个部分产生的噪声不完全一样；　　这几种干扰可以通过电源线等产生辐射干扰

4、，也可以通过电源产生传导干扰。　　变压器空载合闸涌流产生谐波；　　单相电容器组开断时的瞬态过电压干扰；　　电压互感器铁磁谐振过电压；　　整流器和逆变器产生的谐波电压、电流；　　电弧炉运行引起电压波动。　　２．１污染公用电网　　如果公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备无法正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。　　２．２影响变压器工作　　谐波电流，特别是３次谐波侵入三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组发热。对Ｙ形连接中性线接地系统中，侵入变压器

5、的中性线的３次谐波电流会使中性线发热。　　２．３影响继电保护的可靠性　　如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时，若谐波干扰叠加到极低的整定值上，则可能会引起负序保护装置的误动作，影响电力系统安全。　　２．４加速金属化膜电容器老化　　在电网中金属化膜电容器被大量用于无功补偿或滤波器，而在谐波的长期作用下，金属化膜电容器会加速老化。　　２．５增加输电线路功耗　　如果电网中含有高次谐波电流，那么，高次谐波电流会使输电线路功耗增加。　　如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大１０～２０倍，而感抗仅为其１／

6、３～１／２，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。　　２．６增加旋转电机的损耗　　国际上一般认为电动机在正常持续运行条件下，电网中负序电压不超过额定电压的２％，如果电网中谐波电压折算成等值基波负序电压大于这个数值，则附加功耗明显增加。　　２．７影响或干扰测量控制仪器、通讯系统工作　　例如，直流输电中，直流换流站换相时会产生３～１０ｋＨｚ高频噪声，会干扰电力载波通信的正常工作。　　３．１整机电源需留有较大贮备量　　为了使测量、控制装置能满足负载较大变化范围，因此在设计整机电源时，可给予较大贮备量，一般选取０．５～１倍余量；　　３．

7、２对干扰大的设备与测控装置采用不同相线供电　　因为测量、控制装置的许多干扰是由电源线窜入的，因此在规划供电线路时，对干扰大的设备与测控装置采用不同相线供电。　　３．３将测量、控制装置的供电与动力装置的供电分开　　将测量、控制装置的供电与动力装置的供电分开。因为动力装置的负荷变动大，测量、控制、微机及电视机的负荷小，动力装置产生的干扰大，供电电源分开后，测量、控制、微机及电视机的电源与动力装置的电源相互隔离，可以大大减少通过电源线的干扰。　　３．４其余抑制高次谐波的技术　　开关电源干扰的抑制技术　　一般采用的办法是：电源滤波、屏蔽

8、及减少开关电源本身干扰能量。　　采用电源滤波器。其中Ｃ１、Ｃ２具有抑制串模干扰，Ｌ１、Ｌ２可以抑制共模干扰，而Ｃ４、Ｃ３可以抑制串共模干扰。电源滤波器可以阻止电网中的干扰进入开关电源，也可以阻止开关电源的干扰进入电网。　　屏蔽技术可以有效地防止向外辐射干扰。