供电系统中的谐波 在供电系统中谐波电流的涌现曾经有许积年了。过来，谐波电流是由电气化公路和轻工业的直流调价传动装置所用的，由交流变更为直流电的水银整组器所产生的。比年来，产生谐波的设备范例及单位均已剧增，并将接续增加。因为，咱们必需很郑重地思忖谐波和它的不良影响，以及怎样将不良影响缩小到****小。1 谐波的产生 在现实的清洁供电系统中，电流和电压都是正弦波的。在只含线性部件(电阻、电感及电容)的容易电路里，流过的电流与强加的电压成反比，流过的电流是正弦波。 在实践的供电系统中，因为有非线性载荷的具有，当电流流过与所加电压不呈线性关系的载荷时，就构成非正弦电流。任何周期性波形均可合成为一度基频正弦波加上很多谐波频次的正弦波。谐波频次是基频的整折扣，相似基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。因而失真的电流波形能够有二次谐波、三次谐波……能够直到其三十次谐波构成。 2 产生谐波的设备范例 一切的非线性载荷都能产生谐波电流，产生谐波的设备范例有：开关形式电源(SMPS)、电子荧火灯镇流器、调价传动装置、不连续电源(UPS)、磁性铁芯设备及某些家用电器如电视等。 (1)开关形式电源(SMPS)： 大少数确当代电子设备都运用开关形式电源(SMPS)。它们和新式的设备相反，它们已将保守的降压器和整组器交换成由电源直接经可掌握的整组机件去给存贮容电器充电，而后用一种和所需的输出电压及电流相适宜的办法输出所需的直流电流。这关于设备打造厂的益处是运用机件的分寸、价钱及分量均可大宽度地升高，它的缺欠是无论它是哪一种型号，它都使不得从电源吸取陆续的电流，而只能吸取脉冲电流。此脉冲电流含有少量的三次及高次谐波的重量。 本文章由直流电阻测试仪生产厂家-上海百试电气科技有限公司为您提供！ (2)电子日光灯镇流器： 电子日光灯镇流器比年被少量采纳。它的长处是初任务于高频时可明显进步灯管的频率，而其缺欠是其****变器在电源电流中产生谐波和电气噪音。运用带劳苦功高率因数校对于的型号产品可缩小谐波，但利润高贵。 (3)直流调价传动装置： 直流电效果的调价掌握器一般采纳三相桥式整组电路，它也称作六脉冲桥式整组电路，由于在直流输出侧每周波内有六个脉冲(在每相的半波上有一度)。直流电效果的电感是有限的，故在直流电流中有300Hz的脉动波(即为供电频次的6倍)，这就改观了供电电流的波形。 (4)不连续电源(UPS)： 依据动能变更形式和由内部供电到外部供电所用转换形式的相反，UPS有很多相反的范例。首要的范例有：在线的UPS、离线的UPS和线路交互作用的UPS。由UPS供电的载荷老是电子消息设备，它们差错线性的况且含有少量的低次谐波。 (5)磁芯机件： 在有铁芯的内阻器上的励磁电流和磁通密度之间的关系总差错线性的。假如电流波形是正弦波(亦即电路中串联的电阻很大)那样电场中会有高次谐波，这被以为是胁迫磁化进程。假如强加在线圈上的电压是正弦波形(亦即串联的电阻很小)则磁通密度也将是正弦波形，而电流波形则含有高次谐波，这被以为是自在磁化进程。 3 谐波激发的问题及处理措施 谐波电流在电源系统内以及装置内均会形成问题。但其影响和处理措施无比纷比方样，需求辨别解决；实用于排除谐波在装置内不良影响的方法并使不得缩小谐波在电源系统内形成的失真，反之亦然。 (1)装置内的谐波问题及处理措施： 有几个常见多发的问题是由谐波导致的：电压失真、过零噪音、中性线过热、变压器过热、断路器的误举措等。 ①电压失真：由于电源系统有电抗抗，因为谐波载荷电流将形成电压波形的谐波电压失真(这是产生"平顶"波的来源)。此阻抗有两个组作成体：电源接口(PCC)当前的电气装置外部电缆线路的阻抗和PCC先前电源系统内的阻抗，用户处的供电变压器等于PCC的一例。 由非线性载荷导致的失真载荷电流在电缆的阻抗上产生一度失真的电压降。****的失真电压波形加到与此统一电路上所接的全副其余载荷上，导致谐波电流的流过，即便该署载荷是线性的载荷也是如斯。 处理的方法是把产生谐波的载荷的供电线路和对于谐波迟钝的载荷的供电线路离开，线性载荷和非线性载荷从统一电源接口点开端由相反的电路馈电，使非线性载荷产生的失真电压决不会传播到线性载荷下去。 ②过零噪音：很多电子掌握器要检测电压的过两点，以肯定载荷的接通时辰。那样做是为了在电压过零时接通理性载荷不致产生瞬态过电压，从而可缩小电磁干扰(EMI)和半超导体开关机件上的电压冲锋陷阵。当在电源上有高次谐波或者瞬态过电压时，在过零处电压的变迁率就很高且难于断定从而招致误举措。实践上在每个半波里可有多个过两点。 ③中性线过热：在中性点直接接地的三相四线式供电系统中，当载荷产生3N次谐波电流时，中性线大将流过各相3N次谐波电流的和。如后来三相载荷不失调时，中性线下流经的电流会更大。比来研讨试验发觉中性线电流会能够大于任何一相的相电流。形成中性线导线发烧过高，增多了线路消耗，以至会烧断导线。 现行的处理措施是增大三相四线式供电系统中中性线的导线截面积，****低请求要运用与相线等截面的导线。国内电农工委员会(IEC)曾建议中性线导线的截面应为相线导线截面的200%。 ④变压器温升过高：接线为Yyn的变压器，其二次侧载荷产生3N次谐波电流时，内中性线上除有三相载荷不失调电流总数外，还将流过3N次谐波电流的代数和，变压器直流电阻测试仪并将谐波电走过过变压器一次侧流入电网。处理上述问题****容易的方法是采纳Dyn接线的变压器，使载荷产生的谐波电流在变压器△形绕组中重复，而不致流入电网。 不管谐波电流流入电网与否，一切的谐波电流城市增多变压器的动能消耗，并增多了变压器的温升。 ⑤导致盈余电流断路器的误举措：盈余电流断路器(RCCB)是依据经过零序互感器的电流之和来举措的，假如电流之和大于额外的限值它就将脱扣堵截电源。涌现谐波时RCCB误举措有两个缘由：****，由于RCCB是一种机电机件，偶然使不得****检测出高频重量的和，因为就会误跳闸。****，因为有谐波电流的来由，流过电路的电流会比物理所得或者容易测得的值要大。大少数的便携式测试仪表并使不得测出实在的电流均方根值而但是均匀值，而后假定波形是纯粹弦的，再乘一度校对于系数而得出读数。在有谐波时，那样读出的后果能够比实在数值要低得多，而这就象征着脱扣器是被整定在一度非常低的数值上。 如今能够买到能检测电流均方根值的断路器，再加上实在的均方根值测量技术，校对于脱扣器的整定值，便可保障供电的牢靠性。 (2)影响供电电源的谐波问题及处理措施： 《中华群众平易近主国电力法》指出："用户用电不得损害供电、用电保险和烦扰供电、用电次序"，《供电停业规定》中规则："用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电流和导致大众联接点至正弦波失真超越规范时，用户必需采用措施予以排除。" 由失真电流形成的电压失真起源于电源阻抗。阻抗愈大则由统一电流失真所形成的电压失真就愈大。关于10次以次的谐波而言，供电收集一般是理性的，因为电源阻抗就和频次成反比，谐波位数越高，所形成的失真就越大。一般使不得够减小供电系统的阻抗，因为需求采纳别的方法来保障电压失真不超越限制。能够的处理办法有：装用谐波滤波器、装用断绝变压器和装用有源的谐波调理器。 ①装用谐波滤波器：关于电效果掌握器产生的谐波，谐波的外形很清楚，能够用滤波器来升高谐波电流。关于六脉冲的掌握器，滤波器可去失落20%的五次谐波以及全副的高次谐波，对于基波影响甚微。为了防止增值高峰接近谐波，必需用解谐的滤波器，并且能够需装多个滤波器。在12脉冲桥路中****低次的谐波是11次的，这时状况比拟容易。 ②装用断绝变压器：平衡的三次谐波口传播回到电源去的问题能够用一台Dyn接法的断绝变压器来减弱。运用这种变压器时，一般装设一度旁路的电路以防止在进行变压器的维护任务时永劫代地对于载荷中止供电。在这种状况下，应采纳中性线有剩余大的通用四芯馈线。在首要的配电系统中，偶然把断绝变压器当庭装在每一测电笔上，使3N次谐波电流与配电系统连绵离。断绝变压器要恰当进步额外值，要不也会产生电压失真和过热。 ③装用有源的谐波调理器：由变流器/****变器产生的边频谱融洽波使不得很好地用一般的滤波器来滤除，这是由于边频谱上的频次是随传动装置的进度而变迁的，况且经常很濒临于基波频次。眼前有源滤波器日益推行使用，它初任务时积极地注入一度电流来准确地弥补由载荷产生的谐波电流，就会失失落一度单纯的正弦波。这种滤波设备的任务靠数字信号解决(DSP)技术来掌握快捷绝缘栅双极结晶体管(IGBT)。由于设备是与供电系统并联任务的，它只掌握谐波电流，基波电流并不流过该滤波器。假如所需过滤的谐波电流比滤波器的定量大的话，它但是容易地起制约造用而使波形失去全体的改正。 |
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