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谐波与不平衡电流的危害

2011-12-19 10:42来源:电子工程世界关键词:谐波治理谐振非线性负载收藏点赞

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计算机是此类非线性负载之一,象绝大多数办公室电子设备一样,计算机装有一个二极管/电容型的供电电源,这类供电电源仅在交流正弦波电压的峰值处产生电流,因此产生大量的三次谐波电流(150Hz)。其它产生谐波电流的设备主要有:电动机变频调速器,固态加热器,和其他一些产生非正弦波变化电流的设备。

荧光灯照明系统也是一个重要的谐波源,在普通的电磁整流器灯光电路中,三次谐波的典型值约为基波(50Hz)值的13%-20%。而在电子整流器灯光电路中,谐波分量甚至高达80%。

非线性负载所产生的谐波电流会影响电力系统的多个工作环节,包括变压器,中性线,还有电动机,发电机和电容器等。谐波电流会导致变压器,电动机和备用发电机的运行温度(K参数)严重升高。中性线上的过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高,造成绝缘损坏,而且会在三相变压器线圈中产生环流,导致变压器过热。无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热,谐波将导致严重过流;

另外,电容器还会与电力系统中的电感性元件形成谐振电路,这将导致电容器两端的电压明显升高,引致严重故障。照明装置的启辉电容器对于由高频电流引起的过热也是十分敏感的,启辉电容器的频繁损坏显示了电网中存在谐波的影响。谐波还会引起配电线路的传输效率下降,损耗增大,并干扰电力载波通讯系统的工作,如电能管理系统(EMS)和时钟系统。而且,谐波还会使电力测量表计,有功需量表和电度表的计量误差增大。

2.4 三相不平衡

三相不平衡会在中性线上产生过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高,造成绝缘损坏,而且会在三相变压器线圈中产生环流,导致变压器过热, 甚至引发严重火灾事故等。

3.电源污染的治理

对于现有供电网络或待建电网中的电力污染情况,要进行仔细分析,通常解决的方法有两个:一是局部重组电网结构,分离或隔离产生电力污染的设备;二是使用电源净化滤波设备进行治理,通常电压谐波是由电流谐波产生的,有效地抑制电流谐波就会使电压畸变达到要求的范围。国内外很多单位已开始重视电源污染的治理, 投资安装电源净化滤波装置, 取得了提高电源品质和节能的双重效果。

电源污染的治理主要有以下几种方法:

串联电抗器

有源滤波补偿

无源滤波补偿

增加整流设备的相数

安装各种突波吸收保护装置,如避雷器等

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