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2.3使电压波形过零点偏移
图9是含和不含1/2倍工频间谐波的波形的对比,其中v=220sin(100πt),v1=220sin(100πt)+11sin(50πt+0.02)。
由图9可见,间谐波既会使波形过零点偏移,又会使正负半波幅值发生变化。间谐波因改变电压过零点,从而影响任何与电源电压过零点同步的设备(例如数字继电器)或自动控制系统正常工作,甚至使其误动造成事故,而且还会影响传统谐波测量的结果和准确度,以及使计量仪器产生附加误差等。
文献[16]指出:我国在20世纪80年代引入超高压直流输电的同时,也接受了谐波不稳定对直流输电影响的认识,但对于谐波不稳定认识只停留在直流输电研究圈内,对广大电力工作者在这方面并没有普及。目前,国内的情况是电力电子设备应用在各个方面的使用数量和容量都很大,许多系统由于应用不当,造成失稳事故,甚至损坏设备,同时不可避免地发生不同范围的停电事故。谐波不稳定是“由于系统电压畸变,以致换流器不能与系统同步触发导致换流器换相失败的这类故障”。因此,间谐波的干扰是导致谐波不稳定的主要原因(应注意,谐波是基波频率整数倍的成分,不可能使基波电压过零点偏移,但谐波严重时可能形成多个过零点)。
2.4对电视机的影响
和谐波作用不同,间谐波引起的波形畸变,使电压幅值被调制,这种调制通常使电视机的图象大小作周期性变化和“翻滚”。即使幅值较小的间谐波(例如0.5%)就可以引起视屏图象明显畸变。因此电视机对间谐波非常敏感。为此要求2.5kHz以下的间谐波电压应不超过0.5%。
2.5干扰电力线上控制、保护和通信信号
1.7节中已指出,公用电网中传输大量控制信号,这些信号是有用的间谐波成分(也有相应的标准),因此对间谐波干扰特显敏感。研究指出,对于脉动控制(ripple control)的接收机、无线电收音机(包括其他音频设备),间谐波电压(2.5~5kHz)应限值在0.3%以内。
2.6对旋转电机的影响
文献[15]指出:为了避免机械共振问题,要非常关注旋转电机(特别是汽轮发电机组)附近的间谐波(主要是次谐波)。因为旋转机械转矩的相互作用涉及次谐波电流。把流入任何发电机的次谐波电流限制到非常小的值是有必要的。这要和发电机制造商研究确定特定频率下的限值。以前曾在0.1%甚至更小的次谐波电流下出过问题。因此,在有些涉及机械共振的场合,所推荐的0.2%间谐波电压限值也许要减小,或者可由发电机制造商决定是否有可能改变控制系统,以免发生潜在的机械共振。
3、间谐波的国家标准
3.1标准的结构
GB/T 24337-2009《电能质量公用电网间谐波》是目前世界上把间谐波作为电能质量指标单独制定的唯一标准,标准内容相对较为完整,除了常规的必要内容(如范围、规范性引用文件、术语和定义、限值等)外,还对用户限值的分配、间谐波的合成、测量条件、评估和测量仪器等做了规定。标准还有两个附录:附录A(规范性附录)间谐波电压含有率与拍频关系曲线;附录B(资料性附录)间谐波及其危害和集合概念介绍。
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