這個(gè)問(wèn)題的介紹是基于以下幾個(gè)方面：基本原理、主要現(xiàn)象、預(yù)防諧波故障的建議。電力轉(zhuǎn)換(整流和逆變)引起的配電系統(tǒng)污染問(wèn)題早在20世紀(jì)60年代就被許多專家所認(rèn)識(shí)。直到20世紀(jì)80年代初，越來(lái)越多的設(shè)備故障和配電系統(tǒng)異常使得解決這一問(wèn)題迫在眉睫。2021年1月13日，很多生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有電力電子器件是不可想象的。至少每個(gè)工廠都應(yīng)用了以下電氣設(shè)備：-照明控制系統(tǒng)(亮度級(jí))-開(kāi)關(guān)電源(計(jì)算機(jī)、電視機(jī))-電機(jī)調(diào)速設(shè)備-自感飽和鐵芯-不間斷電源-整流器-電焊設(shè)備-電弧爐-機(jī)床(CNC)-電子控制機(jī)構(gòu)-EDM機(jī)械所有這些非線性電氣設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生諧波，從而導(dǎo)致配電系統(tǒng)本身或與系統(tǒng)相連的設(shè)備出現(xiàn)故障。在發(fā)生故障的電廠，只考慮設(shè)備故障的根本原因可能是錯(cuò)誤的。故障也可能是由鄰近工廠產(chǎn)生的影響公共配電網(wǎng)的諧波引起的。在安裝功率因數(shù)補(bǔ)償系統(tǒng)之前，測(cè)試配電系統(tǒng)以確定哪種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適合您非常重要。可調(diào)濾波器電路和組合濾波器是眾所周知的解決諧波問(wèn)題的方法。另一種方法是使用動(dòng)態(tài)有源濾波器。本報(bào)告將詳細(xì)解釋各種過(guò)濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)。1.基本術(shù)語(yǔ)載波是加在電網(wǎng)電壓上的高頻信號(hào)，用于控制路燈、高溫/高溫轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和夜間儲(chǔ)能加熱器。載波(AF)檢測(cè)電路由并聯(lián)的初級(jí)扼流圈和并聯(lián)諧振電路(次級(jí)扼流圈和電容)組成。自動(dòng)對(duì)焦鎖相電路用于檢測(cè)供電部門加載的自動(dòng)對(duì)焦信號(hào)。電抗與電容器回路中的扼流線圈串聯(lián)。電抗系數(shù)是扼流圈電感XL相對(duì)于電容電感XC的百分比。標(biāo)準(zhǔn)電抗系數(shù)例如是5.5、7和14。組合濾波器的兩個(gè)電抗系數(shù)不同的環(huán)路并聯(lián)在一起檢測(cè)雜波信號(hào)，用于低成本清潔電網(wǎng)質(zhì)量。Cos功率因數(shù)代表電流和電壓之間的相位差。感性和容性cos說(shuō)明了電源的品質(zhì)特性。電網(wǎng)中的無(wú)功分量可以用cos表示。傅里葉分析使得通過(guò)傅里葉分析將非正弦函數(shù)分解成其諧波分量成為可能。正弦頻率0處的波形稱為基波分量。頻率為n0的波形稱為諧波分量。諧波吸收器，調(diào)諧諧振電路，由一個(gè)扼流圈和一個(gè)電容器串聯(lián)組成，調(diào)諧后對(duì)諧波電流的阻抗較小。調(diào)諧諧振電路用于精確消除配電網(wǎng)中的主要諧波成分。諧波吸收器，一種非調(diào)諧諧振電路，由一個(gè)扼流線圈和一個(gè)電容器串聯(lián)組成，調(diào)諧到低于較低諧波的頻率以防止諧振。諧波電流諧波電流是由設(shè)備或系統(tǒng)引入的非正弦特征電流。諧波電流疊加在主電源上。頻率是配電系統(tǒng)工作頻率倍數(shù)的諧波。按其倍數(shù)稱為n次諧波分量(3、5、7等。).諧波電壓諧波電壓是配電系統(tǒng)中由諧波電流和阻抗產(chǎn)生的電壓降。阻抗阻抗是在特定頻率下配電系統(tǒng)中某一點(diǎn)產(chǎn)生的電阻。阻抗取決于干式變壓器和連接到系統(tǒng)的電氣設(shè)備，以及所用導(dǎo)體的橫截面積和長(zhǎng)度。阻抗系數(shù)阻抗系數(shù)是AF(載波)阻抗與50Hz(基波)阻抗的比值。并聯(lián)諧振頻率網(wǎng)絡(luò)阻抗達(dá)到較大值的頻率。在并聯(lián)諧振電路中，電流分量i1和I2C大于總電流i1.無(wú)功功率電機(jī)和干式變壓器的磁能部分以及用于能量交換目的的功率轉(zhuǎn)換器需要無(wú)功功率Q。與有功功率不同，無(wú)功功率不起作用。無(wú)功功率測(cè)量的單位是Var或kvar。無(wú)功功率補(bǔ)償po #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

否則，應(yīng)該使用電容器來(lái)提高功率因數(shù)，因此有必要在電氣設(shè)備上并聯(lián)安裝電容器。諧振：配電系統(tǒng)中的設(shè)備利用其現(xiàn)有電容(電纜、補(bǔ)償電容等)形成諧振電路。)和電感(干式變壓器、電抗線圈等。).后者可以被系統(tǒng)諧波激發(fā)而成為諧振。干式變壓器鐵心的非線性磁化特性是配電系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因之一。這種情況下，主諧波是三次的；它與所有導(dǎo)體中的單相分量具有相同的長(zhǎng)度，因此不能在星形點(diǎn)消除。諧振頻率：每個(gè)電感和電容的連接形成一個(gè)具有特定諧振頻率的諧振電路。一個(gè)有幾個(gè)電感和電容的網(wǎng)絡(luò)有幾個(gè)諧振頻率。串聯(lián)諧振電路：電感(電抗器)和電容(電容器)串聯(lián)的電路。串聯(lián)諧振頻率：網(wǎng)絡(luò)阻抗水平達(dá)到較小值的頻率。在串聯(lián)諧振電路中，并聯(lián)電壓UL和UC大于總電壓u。該分量的諧波頻率不是正弦波，而是基波分量的倍數(shù)。2.什么是諧波？諧波是主電網(wǎng)頻率的倍數(shù)。還使用了術(shù)語(yǔ)“電網(wǎng)諧波”。電網(wǎng)頻率f=50hz，三次諧波f=150hz，五次諧波f=250hz，七次諧波f=350hz，等等。非正弦信號(hào)可以通過(guò)傅里葉分析分解成基本部分及其倍數(shù)。3.諧波成分是如何產(chǎn)生的？由于半導(dǎo)體晶閘管的開(kāi)關(guān)操作以及二極管和半導(dǎo)體晶閘管的非線性特性，電力系統(tǒng)中的一些設(shè)備，如功率變換器，與正弦波有很大的偏差。諧波電流的產(chǎn)生與功率變換器的脈沖數(shù)有關(guān)。6脈沖設(shè)備只有5、7、11、13、17、19.n倍電網(wǎng)頻率。功率轉(zhuǎn)換器的脈沖數(shù)越高，較低諧波分量的頻率越高。其他耗電設(shè)備，如熒光燈的電子控制調(diào)節(jié)器，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)三次諧波(150赫茲)。這種非正弦電流導(dǎo)致電源網(wǎng)絡(luò)阻抗(電阻)下的非正弦電壓降。在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗下產(chǎn)生的諧波電壓的幅值等于對(duì)應(yīng)的諧波電流與電流頻率對(duì)應(yīng)的供電網(wǎng)絡(luò)阻抗z的乘積。頻率越高，諧波分量的幅度越低。4.諧波成分出現(xiàn)在哪里？哪里有諧波源(見(jiàn)介紹)，哪里就有諧波產(chǎn)生。諧波成分也有可能通過(guò)供電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)用戶網(wǎng)絡(luò)。例如，供電網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)用戶工廠的運(yùn)行可能由另一個(gè)相鄰的用戶設(shè)備產(chǎn)生

諧波所干擾。5.電容器的技術(shù) MKP和MPP技術(shù)之間的區(qū)別在于電力電容器在補(bǔ)償系統(tǒng)中的連接方式。MKP(MKK，MKF)電容器： 這項(xiàng)技術(shù)是在聚丙烯薄膜上直接鍍金屬。其尺寸小于用MPP技術(shù)的電容器。因?yàn)閷?duì)生產(chǎn)過(guò)程較低的要求，其制造和原料成本比MPP技術(shù)要相對(duì)地低很多。MKP是較普遍的電容器技術(shù)，并且由于小型化設(shè)計(jì)和電介質(zhì)的能力，它具有更多的優(yōu)點(diǎn)。MPP(MKV)電容器： MPP技術(shù)是用兩面鍍金屬的紙板作為電極，用聚丙烯薄膜作為介質(zhì)。這使得它的尺寸大于采用MKP技術(shù)的電容器。生產(chǎn)是非常高精密的，因?yàn)楸仨毑捎谜婵崭稍锛夹g(shù)從電容器繞組中除去全部殘余水分而且空腔內(nèi)必須填注絕緣油。這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是它對(duì)高溫的耐受性能。自愈： 兩種類型的電容器都是自愈式的。在自愈的過(guò)程中電容器儲(chǔ)存的能量在故障穿孔點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小電弧。電弧會(huì)蒸發(fā)穿孔點(diǎn)臨近位置的細(xì)小金屬，這樣恢復(fù)介質(zhì)的充分隔離。電容器的有效面積在自愈過(guò)程中不會(huì)有任何實(shí)際程度的減少。每只電容都裝有一個(gè)過(guò)壓分?jǐn)嘌b置以保護(hù)電氣或熱過(guò)載。測(cè)試是符合VDE560和IEC70以及70A標(biāo)準(zhǔn)的。6.電容器的發(fā)展 直到大約1978年，制造電力電容器仍然使用包含PCB的介質(zhì)注入技術(shù)。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，PCB是有毒的，這種有毒的氣體在燃燒時(shí)會(huì)釋放出來(lái)。這些電容器不再被允許使用并且必須處理，它們必須被送到處理特殊廢料的焚化裝置里或者深埋到安全的地方。 包含PCB的電容器有大約30W/kvar的功率損耗值。電容器本身由鍍金屬紙板做成。 由于這種電容被禁止使用，一種新的電容技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。為了滿足節(jié)能趨勢(shì)的要求，發(fā)展低功耗電容器成為努力的目標(biāo)。 新的電容器是用干燥工藝或是用充入少量油(植物油)的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)的。現(xiàn)在用鍍金屬塑料薄膜代替鍍金屬紙板。因此新電容充分顯示出了其環(huán)保的特性，并且功耗僅為0.3W/kvar。這表明改進(jìn)后使功耗降至原來(lái)的1/100。這些電容器是根據(jù)常規(guī)電網(wǎng)條件而開(kāi)發(fā)的。在能源危機(jī)的過(guò)程中，人們開(kāi)始相控技術(shù)的研究。相位控制的結(jié)果是導(dǎo)致電網(wǎng)的污染和許多到現(xiàn)在才搞清楚的故障。 由于前一代電容器存在一個(gè)很高的自電感（所以功耗情況很差，達(dá)到現(xiàn)在的100倍），高頻的電流和電壓(諧波)不能被吸收，而新的電容器則會(huì)更多地吸收諧波。 因此存在這種可能，即，新、舊電容器工作在相同的母線上時(shí)會(huì)表現(xiàn)出運(yùn)行狀況和壽命預(yù)期的很大差異，由于上述原因有可能新電容器將在更短的時(shí)間內(nèi)損壞。 我們向市場(chǎng)提供的電力電容器是專門為用于補(bǔ)償系統(tǒng)中而開(kāi)發(fā)的。電網(wǎng)條件已經(jīng)發(fā)生急劇的變化，選擇正確的電容器技術(shù)越來(lái)越重要。電容器的使用壽命會(huì)受到如下因素的影響而縮短： -諧波負(fù)載 -較高的電網(wǎng)電壓 -高的環(huán)境溫度 我們配電系統(tǒng)中的諧波負(fù)載在持續(xù)增長(zhǎng)。在可預(yù)知的將來(lái)，可能只有組合電抗類型的補(bǔ)償系統(tǒng)會(huì)適合使用。 很多供電公司已經(jīng)規(guī)定只能安裝帶電抗的補(bǔ)償系統(tǒng)。其它公司必須遵循他們的規(guī)定。 如果一個(gè)用戶決定繼續(xù)使用無(wú)電抗的補(bǔ)償系統(tǒng)，他起碼應(yīng)該選用更高額定電壓的電容器。這種電容器能夠耐受較高的諧波負(fù)載，但是不能避免諧振事故。 來(lái)源：中電力諧波監(jiān)測(cè)及濾波工程技術(shù)網(wǎng)#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#