何谓三次谐波

[09-12 00:01:43]   来源:http://www.88dzw.com  电气技术   阅读:8123

文章摘要:摘要三次谐波污染主要存在于低压配电网中,以建筑系统最为严重。其对电网的危害主要有:功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、电网过热等;对配电站会造成电子器件误动作、电容器损坏、附加磁场、中性线过载和电缆着火。文章主要介绍了消除三次谐波的各种方法及性能比较。 关键词三次谐波 滤波 滤波器 1 三次谐波源 输电及配电系统规定:在频率恒定情况下,电压和电流均以正弦波波形运行。然而在非线性负荷接入系统时,产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。产生三次谐波的非线性单相负荷主要有(不考虑暂态及非正常工作状态):

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摘 要 三次谐波污染主要存在于低压配电网中,以建筑系统最为严重。其对电网的危害主要有:功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、电网过热等;对配电站会造成电子器件误动作、电容器损坏、附加磁场、中性线过载和电缆着火。文章主要介绍了消除三次谐波的各种方法及性能比较。
    关键词 三次谐波 滤波 滤波器
    
    
    1 三次谐波源
    
    
    输电及配电系统规定:在频率恒定情况下,电压和电流均以正弦波波形运行。然而在非线性负荷接入系统时,产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。产生三次谐波的非线性单相负荷主要有(不考虑暂态及非正常工作状态):
    
    (1)荧光灯、节能灯及其镇流器;
      ①市场调查表明,目前国内市场绝大多数的荧光灯电子镇流器三次谐波电流含量高达80%~90%;
      ②高档的电子镇流器三次谐波电流含量分三种标准:L标准:其谐波电流含量<37%;H标准:其谐波电流含量<30%;带灯丝预热控制的 
     
    电子镇流器其谐波电流含量<10%。市场上的商品实际上达不到标准要求;
      ③节能型电感镇流器标准规定THDI<20%,其中三次谐波电流含量占主要成分。
      (2)电弧焊接设备(电弧的非线性类负荷);
      (3)计算机开关型电源及显示器(大型显示屏幕);
      (4)彩色电视机及监视器,如证券公司、体育场馆、商业中心和新闻中心的电视墙的显示幕墙。普通型彩色电视机THDI可达127%,三次谐波电流含量高达90%;
      (5)晶闸管调压电源(如加热器、调光器、电化学电源等);
      (6)晶闸管调功电源(如加热器、电化学电源等);
      (7)整流电源(如电器的工作电源、充电器、直流传动及电化学电源等);
      (8)开关型稳压电源及UPS;
      (9)变频器(AC-DC-AC及AC-AC型)。
      ①变频的家用电器,如空调、洗衣机、风机、泵、微波炉;
      ②工业及建筑用的调速电动机;
      ③中频电源。
    2 三次谐波的影响
      各次谐波在电路中的作用是不相同的,谐波的叠加与相序有关。同一电路中的某些谐波相互作用时,会相互减弱或相互抵消。但在更多的场合往往相互叠加,使波形发生明显的畸变。只有3次谐波出现时,波形才如图1所示(忽略,详见本期杂志);
      相线与中性线之间的非线性负荷产生三次谐波电流,并在中性线进行叠加。由于三次谐波及其倍数次谐波呈零序特征,因此中性线上的三次谐波电流是三相中三次谐波电流的代数和,会引起过载风险使所有的谐波电流造成电流和电压畸变,还形成150Hz的电磁场,对其周围的电子控制、保护及通信设备和系统产生干扰,主要表现为:
      (1)因为三次谐波的零序性,低压母线上的三次谐波电压主要与中性线的三次谐波电流有关;
      ①当变压器接法为Y-Yn0时,零序性的三次谐波电流将成为励磁电流,在此零序励磁电抗上产生较大的压降,即三次谐波电压,很容易造成低压母线上的电压总畸变率超标;
      ②当变压器接法为△-Yn0时,10kV侧的变压器绕组形成三次谐波电流流通的回路,该回路阻抗为变压器漏抗,远较零序励磁阻抗小为20倍左右 ,从而不会在低压母线产生很大的三次谐波电压,见图2(忽略,详见本期杂志);

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