配电网电能质量分析及改善措施研究(8)

配电网电能质量分析及改善措施研究

因数接近 1。但其输入电流的谐波分量却很大，给电网造成严重污染，也使得总的功率因数很低。另外，采用相控方式的交流电力调整电路及周波变流器等电力电子装置也会在输入侧产生大量的谐波电流。

除上述电力电子装置外，逆变器、直流斩波器和间接DC-DC变换器的应用也较多。但这些装置所需的直流电源主要来自整流电路，因而其谐波和无功功率问题也很严重。在这类装置中，各种开关电源、不间断电源和电压型变频器等的用量越来越大，其对电网的谐波污染问题也日益突出。特别是单台功率虽小，但数量及其庞大的彩色电视机、个人计算机和各种家用电器及办公设备，其内部大都含有开关电源，它们的日益普及所带来的谐波污染问题是非常严重的。

另外，炼钢电弧炉既是谐波源，也是电压波动、闪变的肇事者，同时还是不对称负荷。在电弧炉的熔化期，由于电弧燃烧极不稳定，电极经常短路和断路，因而它的基波电流和谐波电流变化都很大，三相不平衡很严重。

电力机车是单相整流负荷，它在消耗电能的同时向供电系统注入大量的高次谐波，而且还产生不平衡电流。由于电气化铁道的容量很大，目前大约占总负荷的10%以上，而且分布很广，因此，电力机车是影响面较大的污染源。另外，家用电器大都是单相负荷，同样产生不平衡电流。

2. 2电能质量下降的危害

谐波对公用电网和其它系统的危害大致有以下几个方面：

谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。为了补偿负载的无功功率，提高功率因数，常在负载处装有并联电容器。为了提高系统的电压水平，常在变电所安装并联电容器。此外，为了滤除谐波，也会装设由电容器和电抗器组成的滤波器。在工频频率下，这些电容器的容抗比系统的感抗大的多，不会产生谐振。但对谐波频率而言，系统感抗大大增加而容抗大大减小，就可能产生并联谐振或串联谐振。这种谐振会使谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，常常使电容器和电抗器烧毁。在由谐波引起的事故中，这类事故占有很高的比例。日本的一篇报告中指出，电容器和与之串联的电抗器的烧毁在谐波引起的事故中约占 75%。谐

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