諧波對電網(wǎng)的影響和危害

1、*淺析諧波對電網(wǎng)的影響和危害摘要：諧波對電力系統(tǒng)或并聯(lián)的負(fù)載產(chǎn)生種種危害，危害的程度決定于諧波量的大小和現(xiàn)場條件等因素。本文將探討諧波對電網(wǎng)諧振現(xiàn)象、潮流計算、電網(wǎng)損耗的影響。關(guān)鍵詞：諧波 電網(wǎng)諧振 潮流計算 電網(wǎng)損耗近年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，對我國環(huán)境的污染和破壞也空前加劇。電力系統(tǒng)也是一種“環(huán)境”，也面是臨著污染，公用電網(wǎng)中的諧波電流和諧波電壓就是對電網(wǎng)環(huán)境最嚴(yán)重的一種污染。電力電子裝置是公用電網(wǎng)中最主要的諧波源，隨著電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，電網(wǎng)中的諧波污染也日趨嚴(yán)重。并影響供電質(zhì)量。正確認(rèn)識諧波的危害，進(jìn)行有效的諧波分析、測量、抑制和管理，已成為電力系統(tǒng)運行工作的重要部分

2、。諧波對電力系統(tǒng)或并聯(lián)的負(fù)載產(chǎn)生種種危害，危害的程度決定于諧波量的大小和現(xiàn)場條件等因素。諧波使各種設(shè)備出現(xiàn)故障，如電機負(fù)載加重，產(chǎn)生振蕩轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速周期性變化；集膚效應(yīng)使電機和變壓器銅損、鐵損增加而過熱；還使變壓器鐵芯產(chǎn)生磁滯伸縮現(xiàn)象，噪音增加，甚至達(dá)到不能容許的程度；電壓波形畸變對電機和變壓器絕緣游離（局部放電）過程的產(chǎn)生和發(fā)展有很大的影響，引起絕緣介質(zhì)強度降低，使用壽命縮短；諧波使電力電纜容量減小，損失增加，老化加劇，泄漏電流加大，有時引起單相對地?fù)舸?，造成三相短路；諧波對通訊設(shè)備、自動和遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)、測量設(shè)備和儀表等有各種危害。為此，本文將探討諧波對電網(wǎng)諧振現(xiàn)象、潮流計算、電網(wǎng)損耗的

3、影響。一、電網(wǎng)內(nèi)的諧振現(xiàn)象并聯(lián)電容器用以補償無功功率，提高功率因數(shù)，提高系統(tǒng)電壓比起用調(diào)相機來達(dá)到目的，具有一定的優(yōu)點，因此目前在電網(wǎng)中已普遍推廣使用。在工頻情況下，系統(tǒng)的感抗一般比容抗小得多，因而不會發(fā)生諧振，但當(dāng)系統(tǒng)含有高次諧波時，并聯(lián)電容器組投入后，會產(chǎn)生使系統(tǒng)原有諧波放大的現(xiàn)象。圖1-1為一電網(wǎng)示意圖和其等值電路圖。由等值電路圖（對n次諧波）可得到有并聯(lián)電容器和無并聯(lián)電容器兩種情況下的母線電壓。p（整流負(fù)荷）c（并聯(lián)電容器組）系統(tǒng)及等值電路圖 1-1無并聯(lián)電容器組：有并聯(lián)電容器組：因為所以這就是并聯(lián)電容器的放大作用。若則，這時并聯(lián)補償電容器容抗與系統(tǒng)感抗匹配，會發(fā)生n次并聯(lián)諧振，造成電

4、容器組過電壓和過電流。電源的短路容量 電容器容量 當(dāng)基波頻率為時，則諧振周波數(shù) 將上式帶入得：由于大型調(diào)壓電容器組采用分組投切的運行方式，其容抗在較大范圍內(nèi)變化，系統(tǒng)的諧波感抗可能與電容器的諧波容抗相等，就會發(fā)生諧振。諧振的產(chǎn)生對電力系統(tǒng)和電容器本身都是不利的。二、諧波影響潮流計算的有效性當(dāng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)大的非線性負(fù)載或為數(shù)眾多的分散的非線性負(fù)載時，用常規(guī)的潮流算法分析潮流不可能得到正確結(jié)論。我國西安變通大學(xué)夏道止和美國purdue 大學(xué)g.t.郝愛特對一個兩組母線的系統(tǒng)和一個11組母線的系統(tǒng)（與美國中部的一個主要電力系統(tǒng)相近）進(jìn)行分析的結(jié)果表明：直接供非線性負(fù)載的線路上的電流發(fā)生了顯著畸變，

5、電流畸變系數(shù)可達(dá)27.4%。從線路有功損耗的計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果略去諧波畸變，則損耗計算將產(chǎn)生大約14%的誤差。對于無功損耗來說，其誤差更加驚人。在潮流計算中計及與不計及諧波所得結(jié)果，可能有相當(dāng)大的誤差。非線性負(fù)載的功率因數(shù)補償就是一個很明顯的例子。計及與略去諧波所得的結(jié)果，有時竟相差20%。在聯(lián)合電力系統(tǒng)中，諧波的影響更加難于預(yù)測，常規(guī)的潮流計算可能變得無用。三、增加電網(wǎng)損耗高次諧波使網(wǎng)損增加也是不能忽視的。設(shè)高次諧波電流含有率為k設(shè)線路電阻為r，則無諧波電流時線路損耗為而有諧波電流時，線路損耗所以，線損增加率因此，如果高次諧波含有率為30%,那么線損就會增加9%。從經(jīng)濟(jì)運行的角度，高次諧波使網(wǎng)