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谐波污染

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  • 发布时间:2013/8/16 23:42:22
  • 作者:银河电气

一、起源

     “谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析,方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
      到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来,由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波污染所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

二、危害

      谐波研究的意义,是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。

三、治理方法

      常用的谐波治理的方法无外乎有二种,无源滤波和有源滤波。

无源滤波

      无源滤波器的主要结构是用电抗器与电容器串联起来,组成LC 串联回路,并联于系统中,LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,例如5次、7次、11次谐振点上,达到滤除这3次谐波的目的。其成本低,但滤波效果不太好,如果谐振频率设定得不好,会与系统产生谐振。市场上流通较多的采取的滤波方法就是这一种,主要是因为低成本,用户容易接受。虽滤波的效果较差,只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求就行了。由于其低成本,市场的需求也就大,一般而言,低压0.4KV系统大多数采用无源滤波方式,高压10KV几乎都是采用这种方式对谐波进行治理。由于我国的中小企业大多数是私有的,业主对谐波的危害认识不足,一般不愿意拿出大量的经费来治理谐波,而有的企业由于谐波的含量太大,常规的无功补偿不能凑效,供电部门对无功的要求又是十分严格的,达不到就要罚款。因此,业主不得不要求滤波。因而,其市场的前景可观,经济效益也就可观了。
      国内低压侧高水平的谐波滤除装置是采用光纤触发系统,大幅度降低因谐波干扰致使电缆触发所产生的误动。

有源滤波

      有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上发展起来的,它的滤波效果好,在其额定的无功功率范围内,滤波效果是百分之百的。它主要是由电力电子元件组成电路,使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度,但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。但由于受到电力电子元件耐压,额定电流的发展限制,成本极高,其制作也较之无源滤波装置复杂得多,成本也就高得多了。其主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统,尤其是写字楼的供电系统,工厂的计算机控制供电系统。对单台的装置而言,其利润是可观的,但用户一般不愿意用有源滤波,对于谐波的含量,不必滤得太干净,只要不危害其他用电器也就可以了。
 
  作者:vfecc
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