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1、維修電工高級技師題目：關于電力系統(tǒng)諧波及濾波技術問題的研究姓名工作單位:電力系統(tǒng)諧波及濾波技術引言：主耍針對屯力系統(tǒng)諧波的危害及其檢測分析技術，歸納總結了目前電力系統(tǒng)中進行諧波抑制常用的方法。我們知道，在電力系統(tǒng)中采用電力電了裝置可靈活方便地變換電路形態(tài)，為用戶提供高效使用電能的手段。但是，電力電子裝置的廣泛應用也使電網的諧波污染問題日趨嚴重，影響了供電質量?？谇爸C波與電磁干擾、功率因數降低已并列為屯力系統(tǒng)的三大公害。因而了解諧波產生的機理，研究消除供配電系統(tǒng)中的高次諧波問題對改善供電質量和確保電力系統(tǒng)安全經濟運行有著非常積極的意義。
2、諧波及其起源所謂諧波是指一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數倍。周期為T=2Ji/o的非止弦電壓u（3t）,在滿足狄里赫利條件下，可分解為如下形式的傅里葉級數：式屮頻率為n?（n=2,3???）的項即為諧波項，通常也稱之為高次諧波。應該注意，電力系統(tǒng)所指的諧波是穩(wěn)態(tài)的工頻整數倍數的波形，電網暫態(tài)變化諸如涌流、各種干擾或故障引起的過壓、欠壓均不屬諧波范疇；諧波與不是工頻整倍數的次諧波（頻率低于工頻基波頻率的分量）和分數諧波（頻率非基波頻率整倍數的分數）有定義上的區(qū)別。諧波主要由諧波電流源產生：當正弦基波電壓施加于非線性設備
3、時，設備吸收的電流與施加的電壓波形不同，電流因而發(fā)生了畸變，由于負荷與電網和連，故諧波屯流注入到電網中，這些設備就成了電力系統(tǒng)的諧波源。系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩類：含半導體的非線性元件，如各種整流設備、變流器、交直流換流設備、PWM變頻器等節(jié)能和控制用的電力電子設備；含電弧和鐵磁非線性設備的諧波源，如日光燈、交流電弧爐、變壓器及鐵磁諧振設備等。國際上對電力諧波問題的研究大約起源于五六十年代，當時的研究主要是針對高壓直流輸電技術中變流器引起的電力系統(tǒng)諧波問題。進入70年代后，隨著電力電了技術的發(fā)展及其在工業(yè)、交通及家庭中的廣泛應用，諧
4、波問題□趨嚴重，從而引起世界各國的高度重視。各種國際學術組織如電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）、國際電工委員會（IEC）和國際大電網會議（CIGRE）相繼各自制定了包括供電系統(tǒng)、各項電力和用電設備以及家用電器在內的諧波標準。我國國家技術監(jiān)督局于1993年頒布了國家標準GB/T14549-93《電能質量公用電網諧波》，標準給出了公用電網諧波電壓、諧波電流的限制值。如國內某軋鋼廠的4000kW交流變頻同步電機的調速系統(tǒng)，在某種工況K5次諧波含量達到15.88%,7次諧波含量達7.9%。另外，低于電網頻率的次諧波和大量的分數次諧波，使電流總
5、諧波畸變率最高時可達25.87%,電壓總諧波畸變率最高時可達6.19%。遠高于國家標準GB/T14549-93《電能質量公用電網諧波》，可見，諧波對電網的污染是相當嚴重的。高次諧波的危害諧波污染對電力系統(tǒng)的危害是嚴重的，主要表現在：(1)諧波影響各種電氣設備的正常工作。對如發(fā)電機的旋傳電機產生附加功率損耗、發(fā)熱、機械振動和噪聲；對斷路器，當電流波形過零點時，由于諧波的存在可能造成高的di/dt,這將使開斷困難，并且延長故障電流的切除吋間。(2)諧波對供電線路產生了附加損耗。由于集膚效應和鄰近效應，使線路電阻隨頻率增加而提高，造成屯能的
6、浪費；曲于中性線正常吋流過電流很小，故其導線較細，當大量的三次諧波流過中性線時，會使導線過熱，損害絕緣，引起短路其至火災。(3)使電網中的電容器產生諧振。工頻下，系統(tǒng)裝設的各種用途的電容器比系統(tǒng)中的感抗耍大得多，不會產生諧振，但諧波頻率時，感抗值成倍增加而容抗值成倍減少，這就有可能出現諧振，諧振將放大諧波電流，導致電容器等設備被燒毀。(4)諧波將使繼電保護和自動裝置出現誤動作，并使儀表和電能計量出現較大誤差。諧波對其他系統(tǒng)及電力用戶危害也很大：如對附近的通信系統(tǒng)產生干擾，輕者出現噪聲，降低通信質量，重者丟失信息，使通信系統(tǒng)無法正常工作
7、，影響電了設備工作糟度，使精密機械加工的產品質量降低；設備壽命縮短，家用電器工況變壞等。為了有效補償和抑制負載產生的諧波電流，首先必須對含有的諧波成分有精確的認識，因而需耍實時檢測負載電流中的諧波分量?，F有的諧波屯流檢測和分析方法主要基于以下幾種原理：(1)帶阻濾波法這是一種最為簡單的諧波電流檢測方法，其基本原理是設計一個低阻濾波器，將基波分量濾除，從而獲得總的諧波電流量。這種方法過于簡單，精度很低，不能滿足諧波分析的需要，一般不用。(2)帶通選頻法和FFT變換法帶通選頻方法采用多個窄帶濾波器，逐次選出各次諧波分量。利用FFT變換來檢
8、測電力諧波是一種以數字信號處理為基礎的測量方法，其基本過程是對待測信號(電壓或電流)進行采樣，經A/D轉換，再用計算機進行傅里葉變換,得到各次諧波的幅值和相位系數。這兩種方法都可以檢測到各次諧波的含量，但以模擬濾波器為基
