电网线路中谐波干扰的限制措施分析

发布日期:2023-11-21 18:40:42  所属分类: 电网技术

由于电网所带的很多种类的负载会把谐波电流带入电源,而这些电流会使供电电压畸变,同时增加了畸变波形的有效值和峰值。有效值的增加会使电力设备过热导致发、配电设备及用电设备效率降低,影响继电自动装置动作的准确性,电子通信设备亦将受到干扰。


为抑制谐波的产生,可采用很多方法。如采用12脉波变流器取代6脉波变流器,因为12脉波变流器产生的谐波电流次数是11、13、23、24…,而每一谐波分量的幅值是:

电网线路中谐波干扰的限制措施分析

谐波分量幅值计算


可见这比6脉波变流器有很大改变。当谐波值较高时,可使用谐波滤波器。


在中压以上供电系统中,目前常采用无源滤波器,无源滤波器大致分为以下六种,如下图所示:

电网线路中谐波干扰的限制措施分析

双调谐波滤波器

电网线路中谐波干扰的限制措施分析

单调谐波滤波器


单调谐滤波器通频带窄,滤波效果好,损耗小,调谐容易,是使用最多的一种类型;双调谐滤波器可代替两个单调谐滤波器,只有一个电抗器(L1)承受全部冲击电压,但接线复杂,调谐困难,仅在超高压系统中使用。

电网线路中谐波干扰的限制措施分析

一阶、二阶高通滤波器

电网线路中谐波干扰的限制措施分析

三通高阶滤波器、C型高通滤波器


应用情况:


1)一阶高通滤波器因基波损耗大,一般不采用;


2)二阶高通滤波器通频带很宽,滤波效果好,但损耗比单调谐大,通常用于较高次谐波;


3)三阶高通滤波器电容器利用率较高,基波损耗小,但滤波效果不如二阶高通滤波器,一般用于电弧炉滤波;


4)“C”式高通滤波器滤波性能处于二阶和三阶高通滤波器之间,R的基波损耗最小。用于电弧炉滤波,对二次谐波特别有效。

在600V以下的供电系统中,目前较多使用动能滤波器。动能滤波器的原理与无源滤波器是不同的,无源滤波器是不可控制的且滤波作用是基于阻抗的特性。在动能滤波器中,则测量谐波电流,然后制造一个与该谐波电流相反的谐波电流频谱与原谐波电流相抵消。

例如在实际线路中如果产生较高的5次、7次11次及13次等谐波,为消除谐波污染,设计中可以采用一套5次谐波滤波器、一套7次谐波滤波器,一套11次谐波滤波器、一套13次谐波滤波器组合设备,可以有效地抑制流向电网的谐波电流。同时,滤波器中的电容器组可兼作基波电容补偿,有效提高了系统的功率因数。