GB/T 24337-2009公用電網(wǎng)間諧波

| 公用電網(wǎng)間諧波的定義

      隨著電力電子元件等非線性設(shè)備在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用 ,由此而產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的污染也越來(lái)越嚴(yán)重。諧波問(wèn)題已引起廣泛關(guān)注。通常的諧波一般指頻率為工頻(基波頻率) 整數(shù)倍的成分 ,而對(duì)非整數(shù)倍基波頻率的成分則稱(chēng)之為間諧波。

     我們對(duì)電網(wǎng)中周期性交流量進(jìn)行博立葉級(jí)數(shù)分解，得到頻率不等于基波頻率整數(shù)倍的分量，稱(chēng)之為間諧波分量interharmonic component，間諧波頻率與基波頻率的整數(shù)比，稱(chēng)為間諧波次數(shù)interharmonic order，第ih次間諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比（用百分?jǐn)?shù)表示）稱(chēng)之為間諧波含有率interharmonic ratio；IHR。

| 公用電網(wǎng)間諧波的來(lái)源

變頻裝置

變頻器的廣泛應(yīng)用正在取代傳統(tǒng)的直流調(diào)速裝置。交流調(diào)速分為兩大類(lèi) ,即交 - 直 - 交變頻器和交- 交變頻器。這兩種變頻器在使用中其供電電流中均有諧波成分，供電電流的諧波頻率并不全是基波頻率和輸出頻率的整數(shù)倍 ,即含有間諧波分量。

波動(dòng)負(fù)荷

工業(yè)電弧爐 ,晶閘管整流供電的軋鋼機(jī)都是快速變化的沖擊負(fù)荷 ,其電氣量(電壓或電流) 的變化在幾ms 或十幾 ms 內(nèi)就能夠觀察到 ,于是就產(chǎn)生了連續(xù)和離散成分的間諧波。

鐵磁諧振 

L 為帶鐵心的非線性電感 , 當(dāng) L 兩端電壓升高或出現(xiàn)涌流時(shí) , 鐵心就可能飽和 , 感抗隨之減少 , 當(dāng)減小到ωL = 1 時(shí) , 滿足串聯(lián)諧振條件 , 即發(fā)生了鐵磁諧振 , 該現(xiàn)象是電網(wǎng)中間諧波的主要來(lái)源。

同步串級(jí)調(diào)速裝置

低同步串級(jí)調(diào)速主要用于繞線式異步電動(dòng)機(jī) , 它功率變?yōu)橹绷鞴β?, 再用逆變器反饋回電網(wǎng) , 改變轉(zhuǎn)差功率來(lái)調(diào)速。該調(diào)速方法效率高、損耗小 , 調(diào)速范圍寬 , 性能好 , 但在逆變器和定子回路中會(huì)產(chǎn)生諧波電流 , 其中包括間諧波。

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子線槽因鐵心飽和產(chǎn)生不規(guī)則的磁化電流 ,從而在低壓電網(wǎng)中產(chǎn)生間諧波 ,正常轉(zhuǎn)速下電機(jī)干擾頻率范圍為 500～2 000 Hz ,啟動(dòng)時(shí)則更寬。這種電動(dòng)機(jī)裝在較長(zhǎng) ( > 1 km) 低壓架空線末端時(shí)會(huì)干擾電網(wǎng) ,間諧波電壓可達(dá)到 1 %。

| 公用電網(wǎng)間諧波的危害

波形畸變

間諧波既會(huì)使波形過(guò)零點(diǎn)偏移 ,又會(huì)使正負(fù)半波幅值發(fā)生變化。

閃變(閃爍)

只要間諧波頻率接近諧波或是基波頻率 , 閃變就會(huì)發(fā)生 , 諧波是工頻的整數(shù)倍 , 所以諧波總是與基波頻率保持同步變化的 , 但間諧波與諧波和基波就不是同步變化的 , 如果某一信號(hào)含有間諧波為 f 1 , 那么該信號(hào)波形的包絡(luò)線就會(huì)以 f m 的頻率波動(dòng)。

對(duì)測(cè)量?jī)x表的影響

間諧波因改變電壓過(guò)零點(diǎn)而易使采樣數(shù)據(jù)或過(guò)零工作的數(shù)字繼電器產(chǎn)生誤差 ,甚至誤操作造成事故 ,而且還會(huì)影響傳統(tǒng)諧波測(cè)量的結(jié)果和準(zhǔn)確度 ,以及使計(jì)量?jī)x器發(fā)生計(jì)量誤差。間諧波電壓還會(huì)引起電視機(jī)圖象滾動(dòng)以及無(wú)線電收音機(jī)或其它音頻設(shè)備的噪聲。

對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響

間諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的噪聲和振動(dòng)影響很大 ,氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流因間諧波而相互作用產(chǎn)生的力可分解成多頻分量。若力的分量頻率和電動(dòng)機(jī)定子的固有頻率接近且在“圓周振型”階數(shù)上耦合較深 ,就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的噪聲和振動(dòng)。

對(duì)功率因數(shù)的影響

由于間諧波引起波形畸變 ,從而降低負(fù)荷的功率因數(shù) ,增加各種能量的損耗。

| 公用電網(wǎng)間諧波的測(cè)量

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