电力系统中谐波治理分析装置的研究

时间：2022-05-17

电能在人们的生产、生活中已经不可或缺，电能质量的优劣直接关系到国民经济的整体效益；电网上各种非线性用电设备的大量使用，以及冲击性负荷的运用，给电力系统带来了严重的谐波污染和功率因数的明显降低，而且危害用电设备和通信系统的稳定运行，对其长远的发展是不利的，因此，采取何种谐波治理措施，就成为供配电系统领域相关管理人员面对的一个新难题，本文以三相四线制为例，探讨谐波治理问题。

关键词：电力谐波治理，APF

在电工技术工程领域中，将谐波定义为：**50Hz的电流或电压成分。一般情况下，电力系统能为其用户提供恒定工频(50Hz) 的正弦波电压，但有时也会出现**50Hz的电流或电压成分，即谐波。谐波可分为整数次谐波和分数谐波。

1导致电力谐波出现的因素

电力谐波出现的原因很多，这里主要介绍两种：

(1) 可控硅整流器、变压器等非线性电流电压类器械导致谐波的出现，是形成电力谐波的主要原因，这种负荷主要来自发电机、输配电系统以及用电设备。

(2) 中顿炉、变频器设备等逆变负荷，这将有可能形成整数次谐波和分数谐波两种形式的谐波。

发电机是产生谐波的一个来源，因为在发电机设备中的三相励磁绕组并非是严格的对称，因此磁极磁场也并不会严格按照正弦分布，导致出现谐波，想解决由此形成的谐波，就需要使发电机始终保持输出具有基波频率的正弦电压。

输配电系统也是谐波的主要来源之一，因为电力变压器当中的铁芯具有非线性特性，再加上在其设计中的问题，使电力变压器成为输配电系统中形成谐波的直接主要的设备。在变频装置中，会出现两种形式的谐波，其形成因素的分析是非常复杂的，变频装置中设备的功率很大，形成的谐波也会随着变频的增加而增多。在现今的供电系统中，一些具有调压整流装置的家用电器如洗衣机、电视机、灯具、空调等，在使用过程中会出现偏大的谐波振幅，这些家用电器成为供电系统中谐波产生的重要来源。

产生谐波的负荷是谐波产生的直接原因，电网的短路容量、内部组织以及电网中其余来源的负荷是谐波产生的间接原因，但也不可忽视。就目前情况来看，非线性用电设备容量增幅较大，因此，我国电力领域专业人士需要加大对谐波监督和治理工作的研究。

2电力谐波治理

2.1合理安排供配电系统

供配电系统的设计问题是减少电力谐波产生的重要出发点，在设计过程中，应坚持科学、严谨的态度，以当前研究认定的标准为准则，采取科学技术，主要工作有：运用科学仪器分析测量电网谐波，在设计前和设计过程中严格审査实际状况。在选取设备的过程中，要分析实际状况，审查谐波污染程度。在此基础上分析谐波污染产生源，在治理过程中，加大资金投入。

2.2电力电容器中的谐波治理

在供配电系统中，要想减少谐波的产生，就需要减弱投切电容器时而产生的瞬态电压，为此可以启用选相断路器来完成此项工作。电力电容器在运行过程中，若遇到系统其余部位产生的谐波，就会釆取相应的保护措施，明显的就是放大某次谐波电流，这就给系统运行的稳定带来巨大的威胁。对于这种状况，首先要做的就是在电力回路当中将滤波电抗器串联在一起，这样可以有效减少谐波产生的频率。

2.3安装滤波器

安装滤波器是治理谐波污染的又一有力武器，滤波器主要有两个种类：无源滤波器和有源滤波器。现今市场流行使用的无源滤波器主要是由电力电容器、电抗器和电阻这几个成分组合而成，但在投入使用时，会将其与谐波源并联在一起，这样可以发挥其滤波的价值，无源滤波器的优势较为明显，价格不高，构造简单，维护过程中操作简便，能够有效过滤掉高次谐波。有源滤波器，简称 APF,作为当前有实力的检测和控制系统，具有**的高实时性，反应灵敏，能够快速察觉电网中电流的变化，并及时跟随电网谐波电流的变化而采取相应的应对措施，它的优势可以总结为：*分析负荷谐波频率，仅仅依靠供配电系统中产生的谐波，敏锐地采取措施；由于它自身设计上的优势，*考虑它是否会过载的问题与电源设备的运行方式融洽结合，*考虑相背离的状况；可以及时做出反应，瞬时补充谐波。

3三相四线制中APF对于谐波的治理

APF融合了技术核心，将电力电子自动控制、高速计算机等优势融合其中，运用于谐波治理工作具有较强的针对性和现实性。它建立在测量下的负荷电流谐波含量指数的基础之上，运用逆变器，使产生的谐波电流与系统中谐波电流大小相同，但相位相反，这样的谐波电流进入电网后，可以与其中己存在的谐波相抵消。

3.1瞬时无功理论

瞬时无功能理论结合的实践经验，在APF谐波检测运作过程中发挥巨大作用。瞬时无功理论中的某些理论成果是严格以三相平衡为前提的，所以也只适用于三相三线的接线方式。在三相三线制的运作当中，如果三相电流出现失衡状况，在公共回路当中就会有所反应，如会有少量的电流产生，在这种情况下，三相当中就会不自觉地引进基波与各次谐波的零序分量，若出现此种状况，瞬时无功理论就失去了存在的前提。在国内电力研究领域当中，三相四线这种普遍使用的接线方式是主要研究对象，近几年的研究也不断实现新突破，零序电流分离在电力研究者当中获得了一致**，值得加大研究力度，并大力推广。

3.2三相四线制当中零线电流的控制

在三相四线制当中，APF的巨大功用不仅体现在对三相电流进行谐波补偿，在系统运作当中，它还需要进行对零线谐波电流的补偿，对于零线电流的控制，步骤较为复杂，电力研究人员根据实践情况研究出较多的方式，其中四桥臂式是提高灵活性的有效方式，四桥臂式对于电网中谐波的产生有较好的控制效果，而且在中线补偿方面取得**成果。

3.3电力系统各环节的延时问题

在控制不当的情况下，系统中各个环节易出现延时状况，如何降低各环节延时状况产生的频率，使通过仪器检测出的电流信号与实际状况完全相符，是关系到APF功能问题。

三相四线制的电力系统当中，若出现延时将影响电网运作的主要环节有三个：三相四线零序分离延时、IGBT死区延时、数字处理延时，将并联型APF系统作为主要研究对象，可以采取以下方式减少延时：采用互感器，此种互感器应具有相应补偿功能；启用微处理器；缩短电力系统采样审查周期；加快控制信号的更新频率；选取适宜的开关设备，缩短死区时间；启用有效的预测方式。

4 安科瑞谐波治理产品选型

4.1立柜式

备注：具体尺寸按报价方案为准。

4.2模块化

5结束语

在我国供配电系统当中，谐波污染是待解决的问题之一，近年来由于社会对于电力的需求变大，以及新型电器的不断产生，对电力系统的要求也越来越高，形成的谐波污染也越来越不容忽视，因此，我国相关研究人员结合居民以及单位的实际用电状况，釆用设备，研究新理论去解决电力谐波治理问题。

词条
词条说明
电气防火限流式保护器在出租屋配电系统的应用
【摘要】当前正值火灾多发季节,有关单位和部门应对出租房屋的防火工作引起高度重视。本文以浙江绍兴某公司的实际应用案例，介绍电气防火限流式保护器在员工宿舍和民租房的应用。【关键词】住宅火灾；电气防火；限流保护；1引言目前,出租房火灾隐患很多,不少租房的个体工商户、企业主将防火安全抛脑后,电气线路老化、乱拉乱接,生活用火、取暇设备与商品毗连,无任何安全间距,灭火器材缺乏等等,加之
【消防设备电源监控系统】消防设备电源监控系统诞生背景
行业背景消防设备电源监控系统作为一种预报警系统，其优点是可以提前对消防设备电源故障进行报警，避免火灾发生时消防设备不能正常使用，消防设备电源监控系统一旦投入使用将有效的降低消防设备非正常投入使用的发生率。随着社会的快速发展，现代化建筑群、公共聚集场所和地表建筑越来越多，其消防控制中心控制着自动报警系统、消防事故广播系统、消防栓系统、防排烟系统以及应急照明系统等多个消防安全系统的操作，是建筑消防安全
电气防火限流式保护器在家庭防火监控中的应用探讨
摘要：本文通过分析近年火灾事故统计数据和回顾国内相关规范的编制历史，结合电气火灾监控的要求和现状，给出了一种切合实际的家庭电气火灾监控解决方案，介绍了ASCP200-1电气防火限流式保护器工作原理、主要功能、技术特点和应用示意图。关键词：电气火灾；家庭；电气防火限流式保护器；ASCP200-10 引言近年来，火灾事故频发，不但总起数呈增长态势，重大和特别重大火灾也明显更加多发，给社会经济和人
浅谈基于物联网智能变配电站运维技术的应用
摘要：物联网+配网智能运维概念的提出对于提高电力系统运行安全性及稳定性有着重要作用，是现代电力系统运行发展的必要基础。不仅能够有效的解决配网系统实际运行管理问题，同时对于规范配网人员操作规范水平也有着一定的帮助作用。因此本文主要对该项技术的运用进行分析，通过深度的剖析与研究来有效的提高该项技术实际运用有效性，以此为物联网+配网智能运维技术的运用奠定坚实的基础。关键词：物联网+配网智能运