電力諧波主要由非線性負荷產生。非線性負荷吸收的電流與端電壓不成線性關系,結果電流發生波形畸變且導致端電壓波形畸變。這種周期性的畸變波形可按基頻(50Hz)展開成傅里葉級數形式,其大于基頻的分量即為諧波。
產生電力諧波的設備非常廣泛,主要有變頻調速器、直流調速系統、整流設備、中高頻感應加熱設備、晶閘管溫控加熱設備、焊接設備、電弧爐、電力機車、不間斷電源、計算機、通訊設備、音像設備、充電器、變頻空調、晶閘管調光設備、電子節能燈等。
電力諧波治理的標準
為了**電網和用電設備的安全、穩定、經濟運行,目前許多國家、國際組織以及一些大電力公司都制定了相應的諧波標準。如關于公用電網諧波限制的IEEE 519-1992、GB/T 14549-1993,關于用電設備諧波電流排放限制的IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-4、GB/Z 17625.1-2003、GB/Z 17625.6-2003等等。
雖然各諧波標準都不盡相同,但都是大同小異,且所有標準的都是基于以下三個目的:
(1)將電力系統電流和電壓波形的畸變控制到系統及其所接設備能夠允許的水平;
(2)以符合用戶需要的電壓波形向用戶供電;
(3)不干擾其它系統(如通訊系統)的正常工作。
GB/T14549-1993《電能質量—公用電網諧波》是現行電力諧波監督管理的國家標準。除要求電網各級電壓的諧波水平不超出國標限值外,要求用戶注入公用電網的諧波電流不超出國標允許值。否則應采取治理措施。
諧波治理的方法
諧波治理措施主要有三種:一是主動治理,即從諧波源本身出發,通過改進用電設備,使其不產生或少產生諧波;二是受端治理,即從受到諧波影響的設備或系統出發,提高它們抗諧波干擾能力;三是被動治理,即通過安裝電力濾波器,阻止諧波源產生的諧波注入電網,或者阻止電力系統的諧波流人負載端。
由于諧波源的廣泛性和復雜性,主動治理方法受設備結構、效率、成本、可靠性等因素影響,只能解決部分問題,受端治理方法和被動治理方法仍是目前治理電力諧波問題的主要方法。例如通過串聯失諧電抗器抑制無功補償電容器導致的諧波共振放大,通過在系統中安裝無源電力濾波器和有源電力濾波器進行濾波等等。
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