GB/T 24337-2009公用電網間諧波

| 公用電網間諧波的定義

      隨著電力電子元件等非線性設備在電力系統中的廣泛應用 ,由此而產生的諧波對電網的污染也越來越嚴重。諧波問題已引起廣泛關注。通常的諧波一般指頻率為工頻(基波頻率) 整數倍的成分 ,而對非整數倍基波頻率的成分則稱之為間諧波。

     我們對電網中周期性交流量進行博立葉級數分解，得到頻率不等于基波頻率整數倍的分量，稱之為間諧波分量interharmonic component，間諧波頻率與基波頻率的整數比，稱為間諧波次數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（用百分數表示）稱之為間諧波含有率interharmonic ratio；IHR。

| 公用電網間諧波的來源

變頻裝置

變頻器的廣泛應用正在取代傳統的直流調速裝置。交流調速分為兩大類 ,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倍 ,即含有間諧波分量。

波動負荷

工業電弧爐 ,晶閘管整流供電的軋鋼機都是快速變化的沖擊負荷 ,其電氣量(電壓或電流) 的變化在幾ms 或十幾 ms 內就能夠觀察到 ,于是就產生了連續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 L 兩端電壓升高或出現涌流時 , 鐵心就可能飽和 , 感抗隨之減少 , 當減小到ωL = 1 時 , 滿足串聯諧振條件 , 即發生了鐵磁諧振 , 該現象是電網中間諧波的主要來源。

同步串級調速裝置

低同步串級調速主要用于繞線式異步電動機 , 它功率變為直流功率 , 再用逆變器反饋回電網 , 改變轉差功率來調速。該調速方法效率高、損耗小 , 調速范圍寬 , 性能好 , 但在逆變器和定子回路中會產生諧波電流 , 其中包括間諧波。

感應電動機

感應電動機定子和轉子線槽因鐵心飽和產生不規則的磁化電流 ,從而在低壓電網中產生間諧波 ,正常轉速下電機干擾頻率范圍為 500～2 000 Hz ,啟動時則更寬。這種電動機裝在較長 ( > 1 km) 低壓架空線末端時會干擾電網 ,間諧波電壓可達到 1 %。

| 公用電網間諧波的危害

波形畸變

間諧波既會使波形過零點偏移 ,又會使正負半波幅值發生變化。

閃變(閃爍)

只要間諧波頻率接近諧波或是基波頻率 , 閃變就會發生 , 諧波是工頻的整數倍 , 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 , 如果某一信號含有間諧波為 f 1 , 那么該信號波形的包絡線就會以 f m 的頻率波動。

對測量儀表的影響

間諧波因改變電壓過零點而易使采樣數據或過零工作的數字繼電器產生誤差 ,甚至誤操作造成事故 ,而且還會影響傳統諧波測量的結果和準確度 ,以及使計量儀器發生計量誤差。間諧波電壓還會引起電視機圖象滾動以及無線電收音機或其它音頻設備的噪聲。

對電動機的影響

間諧波對電動機的噪聲和振動影響很大 ,氣隙磁通和轉子電流因間諧波而相互作用產生的力可分解成多頻分量。若力的分量頻率和電動機定子的固有頻率接近且在“圓周振型”階數上耦合較深 ,就會產生很強的噪聲和振動。

對功率因數的影響

由于間諧波引起波形畸變 ,從而降低負荷的功率因數 ,增加各種能量的損耗。

| 公用電網間諧波的測量

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