電能質量之波形畸變與電力諧波

電能質量：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變與諧波、電壓暫降與短時間中斷等。

電力諧波：任何周期性的畸變波形都可用正弦波形的和表示，其中，頻率為基波頻率整數倍的分量稱為諧波(如我國電力系統(tǒng)的工頻為50Hz，則基波為50Hz，二次諧波為100Hz，三次諧波為150Hz等)，頻率為基波頻率整數倍的分量稱為諧波，而一系列正弦波形的和稱為傅里葉級數。

諧波源：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的主要諧波源是電力變壓器，當代電力系統(tǒng)中的主要的諧波源——非線性電力電子裝置。

危害：

1)系統(tǒng)角度，諧波會導致一些不正常現象：一是超高壓長線上，諧波電流若較大，潛供電弧熄滅會被延緩，單相重合閘可能會失敗，擴大事故，消弧線圈接地的系統(tǒng)中同樣存在這個問題;二是諧波分量較大的時候，可能引起保護誤動或拒動，如零序三次諧波過大，可能引起接地保護誤動;三是計量和測量誤差，尤其對過零檢測相位的表計來說，更為嚴重。

2)諧波引起設備的附加損耗，降低效率。

3)加速絕緣老化，很大縮短設備壽命。

4)可能產生局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振，并放大諧波水平。

5)諧波對通信系統(tǒng)的干擾。

控制措施：

電力諧波的**或減緩措施通常可分為預防性措施和補償性措施。

預防性措施：

1)供電設備如電容器、變壓器、發(fā)電機等在設計、制造、規(guī)劃、配置等方面采取減少諧波的措施;

2)通過增加整流器的脈動數或采用可控整流限制電力諧波的主要來源整流器的諧波。

補償性措施：

1)濾波器的應用;

2)改變饋線參數，采用饋電線重構或電容器改變安裝位置等避免諧振。

無源電力濾波器：對于大容量的諧波濾除工程，往往采用若干組單調諧濾波器(或者雙調諧)與一組(或多組)高通濾波器配合使用的方案。

有源濾波技術(APF)作為一種新型的諧波治理技術，與無源濾波技術相比，優(yōu)勢主要表現在以下幾個方面：

實現動態(tài)補償，可對頻率和大小均變化的無功功率進行補償，響應速度快;

有源濾波裝置是一個高阻抗電流源，它的接入對系統(tǒng)阻抗不會產生影響，因此此類裝置適合系列化，規(guī)模化生產;

當電網結構發(fā)生變化時裝置受電網阻抗的影響不大，不存在諧振的危險;

補償無功功率時不需要儲能元件，補償諧波時所需要的儲能元件不大;

用同一臺裝置可同時補償多次諧波電流和非整數倍次的諧波電流;

當線路中的諧波電流突然增大時有源濾波器不會發(fā)生過載，并能正常發(fā)揮作用;

裝置可以*輸出所需要補償的高次諧波電流，不輸出基波無功功率。

有源濾波和無源濾波由于各自優(yōu)勢(無源成本低，有源成本高，動態(tài)補償效果好)，很多場合是混合使用的。

上海一德電氣科技有限公司的有源濾波器采用模塊化結構，功率電路或控制電路集成為模塊(插件)結構，在實現標準化生產的同時提高了產品的可靠性和可維護性。