德国GMC电能质量

GB/T 24337-2009公用电网间谐波

| 公用电网间谐波的定义

      随着电力电子元件等非线性设备在电力系统中的广泛应用 ,由此而产生的谐波对电网的污染也越来越严重。谐波问题已引起广泛关注。通常的谐波一般指频率为工频(基波频率) 整数倍的成分 ,而对非整数倍基波频率的成分则称之为间谐波。

     我们对电网中周期性交流量进行博立叶级数分解，得到频率不等于基波频率整数倍的分量，称之为间谐波分量interharmonic component，间谐波频率与基波频率的整数比，称为间谐波次数interharmonic order，第ih次间谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）称之为间谐波含有率interharmonic ratio；IHR。

| 公用电网间谐波的来源

变频装置

变频器的广泛应用正在取代传统的直流调速装置。交流调速分为两大类 ,即交 - 直 - 交变频器和交- 交变频器。这两种变频器在使用中其供电电流中均有谐波成分，供电电流的谐波频率并不全是基波频率和输出频率的整数倍 ,即含有间谐波分量。

波动负荷

工业电弧炉 ,晶闸管整流供电的轧钢机都是快速变化的冲击负荷 ,其电气量(电压或电流) 的变化在几ms 或十几 ms 内就能够观察到 ,于是就产生了连续和离散成分的间谐波。

铁磁谐振 

L 为带铁心的非线性电感 , 当 L 两端电压升高或出现涌流时 , 铁心就可能饱和 , 感抗随之减少 , 当减小到ωL = 1 时 , 满足串联谐振条件 , 即发生了铁磁谐振 , 该现象是电网中间谐波的主要来源。

同步串级调速装置

低同步串级调速主要用于绕线式异步电动机 , 它功率变为直流功率 , 再用逆变器反馈回电网 , 改变转差功率来调速。该调速方法效率高、损耗小 , 调速范围宽 , 性能好 , 但在逆变器和定子回路中会产生谐波电流 , 其中包括间谐波。

感应电动机

感应电动机定子和转子线槽因铁心饱和产生不规则的磁化电流 ,从而在低压电网中产生间谐波 ,正常转速下电机干扰频率范围为 500～2 000 Hz ,启动时则更宽。这种电动机装在较长 ( > 1 km) 低压架空线末端时会干扰电网 ,间谐波电压可达到 1 %。

| 公用电网间谐波的危害

波形畸变

间谐波既会使波形过零点偏移 ,又会使正负半波幅值发生变化。

闪变(闪烁)

只要间谐波频率接近谐波或是基波频率 , 闪变就会发生 , 谐波是工频的整数倍 , 所以谐波总是与基波频率保持同步变化的 , 但间谐波与谐波和基波就不是同步变化的 , 如果某一信号含有间谐波为 f 1 , 那么该信号波形的包络线就会以 f m 的频率波动。

对测量仪表的影响

间谐波因改变电压过零点而易使采样数据或过零工作的数字继电器产生误差 ,甚至误操作造成事故 ,而且还会影响传统谐波测量的结果和准确度 ,以及使计量仪器发生计量误差。间谐波电压还会引起电视机图象滚动以及无线电收音机或其它音频设备的噪声。

对电动机的影响

间谐波对电动机的噪声和振动影响很大 ,气隙磁通和转子电流因间谐波而相互作用产生的力可分解成多频分量。若力的分量频率和电动机定子的固有频率接近且在“圆周振型”阶数上耦合较深 ,就会产生很强的噪声和振动。

对功率因数的影响

由于间谐波引起波形畸变 ,从而降低负荷的功率因数 ,增加各种能量的损耗。

| 公用电网间谐波的测量

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