浅谈工业谐波的治理措施

中国科技信息２００８年第１　６期　ＣＨＩＮＡ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＩ￣ＯＲＭＡＴＩＯＮ　Ａｕｇ．２００８　浅谈工业谐波的治理措施　刘向东　吕胜利范大伟肥城市供电公司肥城矿业集团　２７１　６００　本文从电力系统谐波的产生及危害入手，简　要说明关于如何治理谐波几点重要措施。　可使电力系统发生电压谐振，从而在线路　上引起过电压，有可能导致线路设备绝缘　击穿；还有可能造成系统的继电保护和自　动装置发生误动作；并可对附近的通信设　角差　多台相数相同的整流装置并列运行　时，使其整流变压器的二次侧互有适当的　相角差，与增加二次侧的相数效果相同，　也能大大减少注入电网的高次谐波。　４、装设分流整流器　在大容量静止“谐波源”（如大型　晶闸管整流器）与电网连接处，装设分流　滤波器，使滤波器的各组ＲＬＣ回路分别对　需要消除的５、７、１１次谐波进行调谐，　使之发生串联谐振。由于串联谐振时阻抗　鞠黼麟鬻鏊　巍　骧　电网谐波；产生；危害；治理措施　备和通信线路产生信号干扰。此外，谐波电　压可使晶闸管触发装置发生触发错误，甚　至导致设备故障，对电子设备和计算机产　生不良影响。　随着现代工业迅速发展，工矿企业中　大型交流设备和电弧炉等的广泛应用，由　此产生大量高次谐波电流注入电网，引起　电网电压波形畸变，使电能质量下降，影响　三．治理谐波的措施　抑制谐波源是治理谐波的关键，将三　相桥式电路的脉动数从６提高到１２，可消　除５次、７次谐波。将多个谐波源接于同一　段母线，利用谐波的相互补偿作用也可降　低电网谐波含量。对于１３次及以上的谐波，　电网安全稳定运行，成为电能质量的一大　“公害”。为使电网谐波电压保持在允许值　以下，必须限制谐波源注入电网的谐波电　流量。大多数工业发达国家相继制定了电　很小，从而使这些谐波电流被它分流吸收　而不致注入电网中去。　５、宜选用Ｄ，ｙｎ１１联结组别的三相　配电变压器　由于Ｄ，ｙｎｌ１联结的变压器高压绕组　网谐波管理的标准或规定。谐波管理标准　的制定是基于电磁相容性的原则，即在一　个共同的电磁环境中，电气设备既能正常　工作，又不得过量地干扰这个环境。　可设置一个高通滤波器。滤波回路也会吸　收电网原有谐波并可能导致过负荷。下面　谈谈关于抑制工业谐波可采取的几点重要　措施：　１、三相整流变压器采用Ｙ，ｄ或Ｄ，ｙ的　接线　由于３次及３的整数倍次谐波电流在三　为三角形结线，３次及３次整流倍数的高　次谐波可在其中形成环流而不致注入高压　电网，从而有利于抑制高次谐波。　６、电容器回路串电抗　电力电容器串电抗后形成一个串联谐　一．谐波的产生　电网谐波的产生，主要在于电力系统　中存在着许多非线性元件。因此，即使电力　系统中电源的电压为正弦波，但由于非线　性元件存在，结果在电网中总有谐波电流　或电压存在。例如荧光灯和高压汞灯等气　体放电灯、感应电动机、电焊机、变压器和　角形联结的绕组内形成环流，而星形接线　的绕组内不可能产生３次及３的整数倍次谐　波电流，因此采用Ｙ，ｄ或Ｄ，ｙ的结线的　振回路，在谐振频率下呈现出很低的阻抗，　如果串联谐振频率与电网特征谐波频率一　致，则成为纯滤波回路，纯滤波回路的主要　用途是吸收谐波，同时补偿基波无功功率。　我国已于１９９３年颁布了限制电力系统　谐波的国家标准　电能质量：公用电网谐　波））（ＧＢ／Ｔ１４５４９　９３），规定了公用电网　谐波电压限值和用户向公用电网注入谐波　三相整流变压器，能使注入电网的谐波电　流消除３次及３的整数倍次的谐波电流。由　于电力系统中的非正弦交流电压或电流通　感应电炉等，都要产生谐波电流或电压。最　为严重的是大型晶闸管变流设备和大型电　弧炉，它们产生的谐波电流最为突出，是造　成电网谐波的主要因素。　常是正、负两半波关于时间轴对称，不会　产生直流分量和偶次谐波分量，因此采用　电流的允许值，限制电力系统中接入的变　Ｙ，ｄ或Ｄ，ｙ的结线的整流变压器后，注　流调压装置等的容量，或提高对大容量非　入电网的谐波电流只有５、７、１１等次谐　线性设备的供电电压，或者将“谐波源”与　二　谐波的危害　谐波对电气设备的危害很大。谐波电　波。这是抑制高次谐波最基本的方法。　２、增加整流变压器二次侧的相数　整流变压器二次侧的相数越多，整流　波形的脉波数越多，其次数低的谐波被消　去的也越多。例如整流相数为６相时，出　现５次谐波电流为基波电流的１８．５％，７次　谐波电流为基波电流的１２％。如果整流增　加到１２相时，则出现的５次谐波电流将为　４．５％，７次谐波电流将为基波电流的３％，　都差不多减少３倍。由此可见，增加整流　相数对高次谐波抑制的效果相当显著。　３、使各台整流变压器二次侧互有相　不能受干扰的负荷电路从电网的结线上分　开，都能有助于谐波的抑制或消除。　流流过变压器，使变压器铁损明显增加，从　而导致变压器出现过热，损坏绝缘材料，缩　短使用寿命。谐波电流流过交流电动机，不　仅会使电动机铁芯损耗增大，而且还要使　电动机转子发生震动现象，严重影响机械　加工的产品质量。谐波对电容器的影响更　为突出，谐波电压加在电容器两端时，由于　电容器对谐波的阻抗很小，致使电容器发　生过负荷甚至造成烧毁。此外，谐波电流可　使电力线路的电能损耗和电压损耗增加；　（１】陆安定．发电厂变电所及电力系统的无　功功率．北京．中国电力出版社．２００３年　［２】国家标准．电能质量：公用电网谐波　（ａＢ／Ｔ　１　４５４９－９３）　１３２