电能质量的好坏,直接影响工业产品的质量。评价电能质量有几方面标准,其中一方面就是电压的波形质量,即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,也就是谐波所占的比重。 配电变压器运行时有一种电能损耗源是谐波电流,其在系统中流动会使变压器、配电设备及导线发热,由此产生电能损耗。另外,谐波电流会导致谐波电压的产生,从而引起高次谐波电压畸变。我国颁布的GB/T14549-93《电能质量·公用电网质量》标准中对高次谐波电压限值有严格规定:额定电压为0.38 kV的电网中,电压总谐波畸变率不得超过5.0%,各次谐波电压含有率的奇次不得超过4.0%,偶次不得超过2.0%。同时还规定高次谐波电压对电网的冲击持 在工业电子领域,供配电系统中的谐波问题是一个重要的议题,因为电能质量的优劣直接关乎工业生产过程和产品质量。电能质量的评估标准之一是电压波形的质量,包括三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,即谐波的含量。谐波电流在配电系统中流动时,会导致变压器、配电设备和导线过热,产生额外的电能损耗。同时,谐波电流会诱发谐波电压,进一步造成高次谐波电压的畸变。 我国的GB/T14549-93标准对公用电网的电能质量有严格规定,例如在0.38 kV的电网中,电压总谐波畸变率不能超过5.0%,奇次谐波电压含有率不超过4.0%,偶次谐波不超过2.0%。此外,还规定了谐波电压对电网的冲击时间限制,以保障系统的稳定运行。 在实际工业供配电系统中,例如一个大型企业,可能存在两个变电所,每个变电所都采用两台变压器并行运行。通过后台监测系统,可以发现供电线路中存在高次谐波电流,比例高达10%~50%,并且三相中B相的谐波含量通常最高。同样,谐波电压也可能超出标准限值,频繁超过5%,甚至达到6%。这种持续的谐波冲击会对供电网络产生长期影响。 谐波的产生主要来自两个方面:一是输电和配电系统中的电力变压器。当变压器在特定运行条件下,如电压偏高,铁芯可能过度饱和,导致磁化电流包含大量奇次谐波。二是用户端设备,包括晶闸管整流设备、变频器、充气电光源和家用电器等非线性负载,它们也会产生谐波。 谐波的存在对供配电系统带来多种危害。谐波增加电能损耗,因为谐波电流会在系统中引起额外的发热,降低能效。谐波会影响设备的正常运行,可能导致电机效率下降、寿命缩短,甚至引发保护设备误动作。再者,谐波还会干扰通信系统,降低自动化设备的精度。谐波可能导致电容器组过热,减少其使用寿命,并可能引发电网电压和频率的不稳定。 因此,解决谐波问题显得尤为重要。常见的解决方案包括安装谐波滤波器,使用有源电力滤波器或无源电力滤波器来减少谐波电流。另外,改进设备设计,采用低谐波发射的电力电子器件,或者调整用电设备的工作模式,也能有效降低谐波影响。同时,制定合理的用电策略和管理措施,监控谐波水平,也是确保电能质量的重要手段。
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