摘要:随着现代工业的高速发展,各种整流变频装置在供配电系统中的应用越来越广泛,这些非线性负载在工作过程中向电网注入谐波电流,使电网公共连接点(P.C.C)的电压波形产生畸变,并产生很强的电磁干扰(EMI),对电力系统的安全、优质、经济运行构成潜在的威胁,给周围电气环境带来极大污染,被认为是电网的一大公害,必须采取治理措施。 |
1、谐波的定义和基本概念
根据国标《电能质量公用电网GB/T14549-93》的定义:“谐波(分量)为对周期性交流分量进行傅立叶分解,得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。”也就是说谐波是一个周期电气量的正弦分量,其频率为基波频率的整数倍。图1为一个正弦波在5次谐波(24%)和7次谐波(9%)的影响下发生畸变的示意图。
在频域分析中,将畸变的周期性电压和电流分解成傅立叶级数,即
式中:ω1—基波角频率(rad/s);
h—谐波次数;
Uh、Ih—第h次谐波电压和谐波电流的方均根值(V、A);
αh、βh—第h次谐波电压和谐波电流的初相角(rad);
为了表示畸变波形偏离正弦波形的程度,最常用的特征量有谐波含有率、总畸变率。谐波电流总畸变率THDI为
同理可写出谐波电压的相应表达式THDU、HRUh。
2、谐波的危害
2.1对电力设备的影响
对电容器的影响是介损系数增大,故障率增加,严重时会发生系统谐振、谐波放大。
对供电电缆的影响主要是产生附加损耗,影响绝缘寿命,电缆绝缘发热,严重时会造成电缆“放炮”、电缆火灾等重大事故。