淺說電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因和帶來的危害以及治理措施
淺說電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因與危害以及治理措施！
電網(wǎng)諧波污染即電力系統(tǒng)的諧波問題。早在20世紀初電網(wǎng)中的諧波問題就已經(jīng)引起了人們的注意，隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置廣泛運用到各行各業(yè)，而諧波所造成的危害也日趨嚴重。
一、電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因
到底是什么對電網(wǎng)產(chǎn)生了污染呢？電網(wǎng)諧波主要產(chǎn)生于以下幾個方面：
1、發(fā)電源質量不高產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
發(fā)電機的三相繞組在制作時很難做到絕對對稱，鐵心也很難做到絕對均勻一致，加上其他一些原因，發(fā)電源會產(chǎn)生一些諧波，但它產(chǎn)生的諧波一般來說很少，不是主要原因。
2、輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵芯飽和，磁化曲線的非線性，加上變壓器設計上將其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。
3、用電設備產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負載時則含有奇次諧波電流，其中3次諧波的含量可達基波的30%；接容性負載時則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。統(tǒng)計表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%，這是zui大的諧波源。
4、變頻裝置、家用電器等產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
由于變頻裝置采用了相位控制，諧波成分很復雜，隨著變頻調速的運用越來越廣泛，對電網(wǎng)造成的諧波也越來越多。家用電器中一些具有調壓整流裝置也會產(chǎn)生較深的奇次諧波，有繞組的設備中，因不平衡電流的變化也會改變波形，雖然家用電器功率較小，但數(shù)量龐大，也是諧波的主要來源之一。
二、電網(wǎng)諧波污染帶來的危害
電網(wǎng)是用來給設備提供穩(wěn)定的運行電壓，而電網(wǎng)諧波造成的電網(wǎng)污染使正弦電壓、電流波形畸變，會給電力系統(tǒng)的發(fā)供電設備出現(xiàn)許多異常現(xiàn)象和故障。電力系統(tǒng)中諧波的危害是多方面的：
1、對供配電線路的危害
供配電系統(tǒng)的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應式繼電器或晶體管繼電器予以檢測保護，使得在故障情況下保障線路與設備的安全。但在電網(wǎng)諧波的影響下，繼電器容易產(chǎn)生誤動或拒動，不能全面有效的起到保護作用。同時電力系統(tǒng)中的諧波使得電網(wǎng)電壓和電流波形發(fā)生畸變，影響電網(wǎng)的質量。
2、對電力設備的危害
當電網(wǎng)存在諧波時，會使電力電容器使用壽命縮短，諧波嚴重時還會使電容器鼓肚、擊穿等，而且電力電容器投入到電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時還可能使電網(wǎng)的諧波加劇。電網(wǎng)中的諧波使變壓器各種損耗加大，影響到變壓器的實際使用容量，在選擇變壓器的同時不得不考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量，此外諧波使得變壓器噪聲增大。電力電纜也會因為諧波次數(shù)高頻率上升而產(chǎn)生嚴重的趨膚效應，電纜實際載流量變小。
電動機受到諧波影響后增加了附加損耗，效率降低，嚴重時電動機會過熱。負序諧波產(chǎn)生的負序旋轉磁場會減少電動機出力，另外電動機的諧波電流，當頻率接近某零件的固有頻率是還會發(fā)生共振，發(fā)出噪聲。
電網(wǎng)的諧波還會對弱電系統(tǒng)設備產(chǎn)生干擾，影響電力測量的準確性，并且對人體還有一定程度影響。
三、電網(wǎng)諧波污染控制與治理措施
我國于1993年頒布了限制電力系統(tǒng)諧波的標準《GB/T 14549-1993 電能質量 公用電網(wǎng)諧波》，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓限值和用戶向公用電網(wǎng)注入諧波電流的允許值，電力系統(tǒng)方面也做了大量的防止高次諧波入侵電網(wǎng)的各項措施。
在實際工作中的電網(wǎng)諧波治理從對諧波治理技術研究和監(jiān)督監(jiān)測手段方面來進行。如在設備輸入端加入濾波器，在用電設備配電回路中使用無功補償裝置、綜合電能質量補償裝置等。
在諧波監(jiān)督監(jiān)測方面采用變頻功率分析儀器，能夠完成快速計算，采樣頻率足夠高，采樣點數(shù)多，準確度高，完成對測量端的諧波分析。
拓普電氣主營設備：
變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置、直流高壓發(fā)生器、SF6氣體微水儀、SF6氣體檢漏儀、SF6氣體純度測試儀、SF6氣體綜合測試儀、SF6密度繼電器校驗儀、試驗變壓器（工頻耐壓試驗裝置）、變頻抗干擾高壓介質損耗測試儀、三倍頻發(fā)生器（感應耐壓試驗裝置）、倍頻發(fā)電機組、交直流分壓器（高壓測量儀）、大電流發(fā)生器（升流器）、變壓器直流電阻測試儀、變壓器變比測試儀、變壓器容量特性測試儀、變壓器空載短路測試儀、變壓器有載分接開關測試儀、變壓器繞組變形測試儀、變壓器特性綜合測試臺、變壓器鐵芯接地電流測試儀、微機繼電保護測試儀、互感器特性綜合測試儀、高壓開關機械特性測試儀（斷路器特性測試儀）、回路電阻測試儀（接觸電阻測試儀）、氧化鋅避雷器測試儀、輸電線路參數(shù)測試儀、電容電感測試儀、接地電阻測試儀、絕緣電阻測試儀（兆歐表）、絕緣油介電強度測試儀（絕緣油耐壓測試儀）、絕緣油色譜儀、絕緣靴（手套）耐壓試驗裝置、電力安全工器具試驗設備、蓄電池恒流放電測試儀、礦用電纜故障測試儀、真空濾油機、礦用檢測設備、油品分析儀器、智能型太陽能光伏接線盒測試儀、電熱電器、絕緣制品等。
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司
電網(wǎng)諧波污染即電力系統(tǒng)的諧波問題。早在20世紀初電網(wǎng)中的諧波問題就已經(jīng)引起了人們的注意，隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置廣泛運用到各行各業(yè)，而諧波所造成的危害也日趨嚴重。
一、電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因
到底是什么對電網(wǎng)產(chǎn)生了污染呢？電網(wǎng)諧波主要產(chǎn)生于以下幾個方面：
1、發(fā)電源質量不高產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
發(fā)電機的三相繞組在制作時很難做到絕對對稱，鐵心也很難做到絕對均勻一致，加上其他一些原因，發(fā)電源會產(chǎn)生一些諧波，但它產(chǎn)生的諧波一般來說很少，不是主要原因。
2、輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵芯飽和，磁化曲線的非線性，加上變壓器設計上將其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。
3、用電設備產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負載時則含有奇次諧波電流，其中3次諧波的含量可達基波的30%；接容性負載時則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。統(tǒng)計表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%，這是zui大的諧波源。
4、變頻裝置、家用電器等產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
由于變頻裝置采用了相位控制，諧波成分很復雜，隨著變頻調速的運用越來越廣泛，對電網(wǎng)造成的諧波也越來越多。家用電器中一些具有調壓整流裝置也會產(chǎn)生較深的奇次諧波，有繞組的設備中，因不平衡電流的變化也會改變波形，雖然家用電器功率較小，但數(shù)量龐大，也是諧波的主要來源之一。
二、電網(wǎng)諧波污染帶來的危害
電網(wǎng)是用來給設備提供穩(wěn)定的運行電壓，而電網(wǎng)諧波造成的電網(wǎng)污染使正弦電壓、電流波形畸變，會給電力系統(tǒng)的發(fā)供電設備出現(xiàn)許多異常現(xiàn)象和故障。電力系統(tǒng)中諧波的危害是多方面的：
1、對供配電線路的危害
供配電系統(tǒng)的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應式繼電器或晶體管繼電器予以檢測保護，使得在故障情況下保障線路與設備的安全。但在電網(wǎng)諧波的影響下，繼電器容易產(chǎn)生誤動或拒動，不能全面有效的起到保護作用。同時電力系統(tǒng)中的諧波使得電網(wǎng)電壓和電流波形發(fā)生畸變，影響電網(wǎng)的質量。
2、對電力設備的危害
當電網(wǎng)存在諧波時，會使電力電容器使用壽命縮短，諧波嚴重時還會使電容器鼓肚、擊穿等，而且電力電容器投入到電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時還可能使電網(wǎng)的諧波加劇。電網(wǎng)中的諧波使變壓器各種損耗加大，影響到變壓器的實際使用容量，在選擇變壓器的同時不得不考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量，此外諧波使得變壓器噪聲增大。電力電纜也會因為諧波次數(shù)高頻率上升而產(chǎn)生嚴重的趨膚效應，電纜實際載流量變小。
電動機受到諧波影響后增加了附加損耗，效率降低，嚴重時電動機會過熱。負序諧波產(chǎn)生的負序旋轉磁場會減少電動機出力，另外電動機的諧波電流，當頻率接近某零件的固有頻率是還會發(fā)生共振，發(fā)出噪聲。
電網(wǎng)的諧波還會對弱電系統(tǒng)設備產(chǎn)生干擾，影響電力測量的準確性，并且對人體還有一定程度影響。
三、電網(wǎng)諧波污染控制與治理措施
我國于1993年頒布了限制電力系統(tǒng)諧波的標準《GB/T 14549-1993 電能質量 公用電網(wǎng)諧波》，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓限值和用戶向公用電網(wǎng)注入諧波電流的允許值，電力系統(tǒng)方面也做了大量的防止高次諧波入侵電網(wǎng)的各項措施。
在實際工作中的電網(wǎng)諧波治理從對諧波治理技術研究和監(jiān)督監(jiān)測手段方面來進行。如在設備輸入端加入濾波器，在用電設備配電回路中使用無功補償裝置、綜合電能質量補償裝置等。
在諧波監(jiān)督監(jiān)測方面采用變頻功率分析儀器，能夠完成快速計算，采樣頻率足夠高，采樣點數(shù)多，準確度高，完成對測量端的諧波分析。
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變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置、直流高壓發(fā)生器、SF6氣體微水儀、SF6氣體檢漏儀、SF6氣體純度測試儀、SF6氣體綜合測試儀、SF6密度繼電器校驗儀、試驗變壓器（工頻耐壓試驗裝置）、變頻抗干擾高壓介質損耗測試儀、三倍頻發(fā)生器（感應耐壓試驗裝置）、倍頻發(fā)電機組、交直流分壓器（高壓測量儀）、大電流發(fā)生器（升流器）、變壓器直流電阻測試儀、變壓器變比測試儀、變壓器容量特性測試儀、變壓器空載短路測試儀、變壓器有載分接開關測試儀、變壓器繞組變形測試儀、變壓器特性綜合測試臺、變壓器鐵芯接地電流測試儀、微機繼電保護測試儀、互感器特性綜合測試儀、高壓開關機械特性測試儀（斷路器特性測試儀）、回路電阻測試儀（接觸電阻測試儀）、氧化鋅避雷器測試儀、輸電線路參數(shù)測試儀、電容電感測試儀、接地電阻測試儀、絕緣電阻測試儀（兆歐表）、絕緣油介電強度測試儀（絕緣油耐壓測試儀）、絕緣油色譜儀、絕緣靴（手套）耐壓試驗裝置、電力安全工器具試驗設備、蓄電池恒流放電測試儀、礦用電纜故障測試儀、真空濾油機、礦用檢測設備、油品分析儀器、智能型太陽能光伏接線盒測試儀、電熱電器、絕緣制品等。
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