电力系统谐波抑制技术与工程应用

"谐波抑制的工程设计方法探讨" 在电力工程设计中，谐波问题日益突出，这主要源于大功率半导体电力变流器和变频器等电力电子设备的广泛使用。这些设备的非线性特性导致基波电流滞后，并产生谐波电流，对电网产生负面影响。谐波抑制是电力设计中亟待解决的关键问题。 谐波的危害主要体现在以下几个方面： 1. 增加无功功率消耗和铜损：谐波电流导致电力系统视在功率的畸变，增加了无功功率的消耗。谐波电流会使电机等元件产生额外的谐波损耗，包括谐波铜耗、杂散损耗和铁耗，从而降低效率，增加温升，甚至缩短设备寿命。 2. 影响电容器的运行：高次谐波会使电容器的电流增大，温升增高，可能导致电容器过载并减少其使用寿命。此外，谐波可能导致电容器组内部谐振，加剧故障。 3. 控制系统错误：谐波会导致触发角偏移，电流和电压变化率升高，引发晶闸管故障，甚至破坏变流装置和自动控制装置的正常工作，引起系统故障。 4. 绝缘材料老化与击穿：谐波的存在会加速变压器、电动机和电力电缆的绝缘材料老化，增加被击穿的风险。 5. 干扰通信网络：谐波电压和谐波电流通过线路间的感应耦合，可能在通信线路中产生干扰，影响通信网络的稳定性。 针对谐波问题，可以采取以下抑制措施： 1. 遵循国家标准，如GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》，限制谐波电压和谐波电流的注入。 2. 设计时考虑增大系统短路容量，提高供电电压等级，增加变流装置的脉动数，以减少谐波成分。 3. 改善系统运行方式，保持三相负荷平衡，避免设备饱和，错开谐振点，以及为谐波源负载提供独立供电路径。 4. 使用交流滤波器是最直接有效的谐波抑制手段，滤波器不仅能减少谐波，还可以提供所需的无功功率，改善电网质量。 通过这些综合措施，可以有效控制谐波对电力系统的影响，保障电网稳定和设备安全运行。在实际工程设计中，需结合具体应用场景，选用合适的谐波抑制技术和设备，以实现最优的谐波管理效果。