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论谐波对电网的危害分析及治理1 ：烟台金邦冶金工程咨询有限公司，山东省烟台市264000 2：烟台德和冶金设计研究有限公司，山东省烟台市 264000摘要：随着科学技术的迅速发展，越来越多的新技术、新设备在电网建设和运行过程中得到日益广泛的应用，特别是非线性用电设备在电网中得到了更大范围的推广，并呈现出明显优势。
值得注意的是，此类设备大量投入运行使得电网中的谐波比例进一步增大，由此导致供电系统的干扰性增大，使电网的电压、电波流动出现一定程度的畸变，而这样的情况对于供电质量会造成比较严重的影响。
基于此，本文重点分析谐波对于电网的主要危害以及治理措施等相关内容。
关键词：谐波；电网；危害分析；治理措施在电网的运行过程中，极有可能因为谐波影响而出现不同程度的问题，使电压、电流等出现不同程度的畸变，而这样的情况对于电网和用电系统的安全稳定的运行都会造成十分严重的影响。
因此针对这类情况，需要着重探讨谐波对于电网的主要危害以及相对应的治理措施等内容，落实各项治理对策，以此确保电力系统和用电设备能够更加安全经济的运行。
1谐波对电网的主要危害在电网的运行过程中，不可避免的会出现一定程度的谐波，而这种谐波如果积累到一定程度，就会在很大程度上危害电网的运行质量以及电器设备等等。
具体来说，其危害的内容主要表现在以下几个方面：1.1谐波对电网运行的危害（1）谐波可能导致电力系统出现比较明显的电压谐振，由此使电路上出现谐振过电压，由此导致线路和设备绝缘被击穿而出现短路；（2）谐波导致系统继电保护和自动装置出现误动作的情况，对电力系统的安全运行会造成严重影响；（3）谐波量相对来说比较大就会导致系统中反应工频正弦量的多数监视、测量仪表产生一定程度的误差；（4）谐波对通信系统通话的清晰度会造成严重影响，更有甚者，会导致整个通信系统出现紊乱；（5）谐波对功率因数补偿效果会造成严重影响；（6）谐波如果比较严重，可能导致整个计算机系统陷于瘫痪失控[1]。
高强度气体放电灯镇流器的优、缺点分析及改良应用上海时代之光照明电器检测有限公司李妹、董金宝一、 前言随着照明电器方面新技术的发展，各种新的照明电器产品不断地涌现，照明用LED技术迅速进步更是给传统的照明电器的使用带来了挑战。
综合审视现有技术下的各种照明电器，可以看出，在很多照明场合，采用高强度气体放电灯与镇流器配合的方式仍具有广阔的应用前景。
但随产品标准的更新及各使用场合要求的提高，应分析此类产品的优、缺点，对现有技术和使用方式进行必要的改良，以使这类产品在保证符合新标准和使用功能要求的前提下，保持良好的性能/价格比。
二、高强度气体放电灯电子镇流器优、缺点及应用HID（高强度气体放电灯）电子镇流器，尤其是配合CDM（陶瓷管芯金卤灯）的35W---150W规格，基本采用高频（40 KHz—100KHz）或者低频（200Hz—400Hz）的方波。
1、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器明显的优点：⑴这一小功率段的电子镇流器与电感镇流器比，自身功耗小。
⑵无频闪，由于陶瓷管芯金卤灯的高光效（90—100lm/w）和高显色性（>80）,所以特别适用于运动场合和摄影、摄像场合的照明。
⑶大部分HID电子镇流器因为其输入电路都采用占空比可调式IC，这不仅解决了功率因数和谐波问题，而且可以调光。
但是普通的石英管芯金卤灯在功率调低时，由于电弧管内的压力下降，造成其光输出中UV 波段的成分明显增加并且极易发生UV成分的超标，所以一般不适宜调光。
⑷因为大多数高强度气体放电灯所需要的维持正常工作的电压都比较高，所以在100V—120V的电网中电感镇流器只能采用超前顶峰式（CWA），超前顶峰式电感镇流器的最明显缺点是自身的功耗特别大。
各种规格的HID（高强度气体放电灯）电子镇流器在此类场合代替超前顶峰式（CWA）有明显的节能优势。
2、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器缺点：⑴与传统的HID电感镇流器相比，野外抗雷电感应干扰(EMS)的能力差，在比较强的雷电过后，容易发生损坏。
图1 ABB选型手册截图2019.08.DQGY78形成直流母线，最后逆变成电机需要的工频电源。
该方案的技术可靠性有以下两点：一是整流模块采用的是二极管整流技术，该技术无论在国外，还是国内，都是相当成熟的技术，并且使用寿命相当长；二是逆变单元采用晶闸管逆变技术，该技术在国内已被完全掌握，而且晶闸管是半控型器图10 SIMOCODE微控制监控方案图11 双电源整流定频输出方案件，相对于IGBT来说，价格便宜，载流、过流能力都更强，并拥有更长使用寿命。
4 结束语在川气东送管道原设计中，由于压缩机辅助系统和变频器不具备抗电压扰动能力，在分析离心压缩机停机条件的基础之上，对压缩机辅助系统和变频调速系统的特性进行了研究分析，针对引起辅助系统和变频器跳车的原因，提出变频器失电跨越改造方案和三种辅助系统的抗电压扰动解决方案，并针对方案原理逐一解析，确定了方案的应用条件和优缺点，给离心压缩机的抗电压扰动改造工作提供了理论支撑和试验支持。
该系统方案在实际运行中取得成功，并在川气东送管道现场实现全线推广，提高了离心压缩机系统运行的稳定性，保障了川气东送管道的安全生产。
参考文献：[1] 李夙. 异步电动机直接转矩控制[M] . 北京:机械工业出版社, 1994.[2] 褚菲, 王福利, 王小刚. 大型离心压缩机性能预测的混合建模方法研究[J].仪器仪表学报, 2011(12) .[3] M Depenbrock. Direct self-control (DSC) of inverter fed induction machine . IEEE Trans. On Power Electronics, 1988, 3(5) : 420～429.[4] 赵建中. 350MW机组压缩机变频器电源瞬停时维持连续运行的方法[J]. 中国电力, 2010, 43(3): 51-54.[5] 卓麟, 孙勇. 天然气长输管道压缩机不间断运行的策略选择[C]. 2016西门子工业专家会议论文集,2016(2): 719-730.[6] 王晓宇, 张涛, 刘树, 等. 火电厂辅机变频器低电压穿越电源[J]. 电力自动化设备, 2015, 35(5): 152-159.能提供较稳定的电压，避免顺时的尖波电压，进而保护开关及变频设备，主要通过三角形联结输入，变压转换后再通过星形联结，即为Dyn11接法，现国际上多数国家的三相配电变压器均采用Dyn11结线（即原表示法的△/Y0—11结线）；具有：①降低谐波电流，改善供电正弦波质量；②零序阻抗小，提高单相短路电流，有利于切除单相接地故障；③三相不平衡负荷情况下能充分利用变压器容量，同时降低变压器损耗等优点。
电压电流
电压电流
前面我们从电流波形的角度解释了单相整流电路必然导致零线电
无ＮＢＦ的电流
有ＮＢＦ的
电流
电压没有NBF
有NBF
14米长零线
44米长零线
72米长零线NBF 前端的负荷
负荷全部为计
算机和节能灯
需要指出的是，NBF 还具有明显的节电效应，这是通过测量得出的结论。
首先，我们需要明确一个概念，所谓节电，只是节省本来浪费掉的那部分电
能。
而真正用来作功的电能就不能节省。
因此，NBF 的节电效果与系统的状态有关。
也就是，原来的系统浪费电能越
多，则节电的效果越明显。
通过一个电流互感器采集电子镇流器的各种保护信号作者章建军指导教师刘小刚（北方工业大学电气与控制工程学院电气工程系北京 100041）摘要：电子镇流器在实际使用中，由于接线错误，误操作，或者灯管老化、损坏等一系列问题，可能引起镇流器或系统的设备损坏，甚至出现点击，着火，影响财产的损失和人身的安全。
如灯管爆裂，镇流器损坏，必须采取有效的保护措施来避免。
本文先简单介绍了镇流器使用过程中容易出现的一些问题，并且分析其原理，以及行业标准对应的要求。
根据此要求，提出了通过一个主要器件电流互感器就实现了各种保护信号的采集、判别，同时设计和仿真了一个适用范围广，简单有效的克服这些后果的电路模型，具有简易、成本低的优点，并且通过具体实验，验证了可行性和可靠性。
关键词：电子镇流器；气体放电灯（荧光灯，HPS，HID）；保护0 引言当今，由于绿色照明和节能的要求，大量气体放电灯如荧光灯，HPS，HID灯被广泛的应用。
它们具有可光输出高、寿命长、光衰小、可选择性光谱等优点，广泛应用照明、工业消毒、医疗美容、植物栽培等各个领域。
这些灯管通常需要一个附加的电源作为中间能量转换部件，这就是电子镇流器。
在实际使用过程中，由于操作不规范，灯管老化或者已损坏，或者镇流器与灯管不匹配，那么上电后，假如镇流器不能提供实时的保护，就有可能烧毁灯管、镇流器，乃至影响到整个系统，甚至引起火灾，危害生命。
无论是荧光灯，MH， PS等低高压放电灯，各种灯的标准和镇流器标准都有相关规范和要求，例如荧光灯的GB 19510.4-2009 ，ICE61347-2-3，UL936等都做出了明确的要求。
1.常见使用问题说明1.1 灯丝开路具体现象为灯管灯丝可以已经断了，或者未正确接灯管，或使用过程中，灯头掉了，结果都一样。
1.2 点不亮灯由于灯管漏气，或预热不够，造成灯管点不亮。
1.3 灯灭保护由于灯管老化，或使用过程中出现灯管破碎，或连线松动，灯管熄灭。
低压照明系统中三次谐波的危害及治理杨光武三次谐波主要产生于单相整流电路，现在社会中，随着楼宇建设的数字化、智能化，计算机、变频空调、LED电源、升降电梯等设备大规模配备，为智能楼宇引入了新的电能质量问题-谐波，其中影响最大的就是三次谐波，大量的非线性负荷导致电压、电流谐波严重畸变、功率因数低、零线电流过大等。
为避免发生不可挽回的损失，三次谐波的危害应引起我们的高度重视。
一、现象某专变供电的商场，用电时变压器噪音明显增加，温度较高并伴有不正常的嗡嗡声，经测量负荷还不到变压器三分之二容量，供电开关经常出现跳闸，可最大相负荷也只有开关容量的一半多点，检查三相电压平衡，三相电流也基本平衡，但零线电流较大，以下是几次的测量数据：若电压频率是50Hz，将失真的电流波经傅立叶级数分解后，可将其电流组成分解为除了基频（50Hz）外，倍频（100Hz， 150Hz，…。
）成份的组合，其倍频的成份就称为谐波。
对于交流电而言，相位相差360°意味它们是同相位的，不仅三次谐波具有这样的特性，只要是基波频率3倍频率的谐波都具有这样的特性。
因此，３次谐波电流在零线上是算数叠加。
其中以三次谐波的分量较大，6、9次以及更高的3倍频谐波很小，甚至没有，因此可不予考虑。
非线性单相负荷主要有：1、荧光灯、节能灯及其镇流器；市场调查表明，目前国内市场绝大多数的荧光灯电子镇流器三次谐波电流含量高达８０％～９０％；2、电弧焊接设备（电弧的非线性类负荷）；3、计算机开关型电源及显示器（大型显示屏幕）；4、彩色电视机及监视器；如证券公司、体育场馆、商业中心和新闻中心的电视墙的显示幕墙。
普通型彩色电视机ＴＨＤＩ可达１２７％，三次谐波电流含量高达９０％；5、晶闸管调压电源（如加热器、调光器、电化学电源等）；6、整流电源（如电器的工作电源、充电器、直流传动及电化学电源等）；7、开关型稳压电源及ＵＰＳ；8、变频器：（1）、变频的家用电器，如空调、洗衣机、风机、泵、微波炉；（2）、工业及建筑用的调速电动机；（3）、中频电源。
机场助航灯光供电系统电力谐波分析与治理方法摘要：随着时代的发展，目前机场大部分采用可控的硅调设备作为助航灯光主要的设备，但是此类设备在运行过程中会形成一定的谐波从而影响助航灯光系统的运行。
因此，本文通过阐述谐波所产生的原因以及危害入手，提出了相关治理措施。
关键字：机场助航灯光供电系统谐波分析与治理一、概述对于机场助航灯光系统而言，其供电系统属于一级负荷中最为重要的负荷，从而确保机场的安全使用。
谐波的产生会在一定程度上影响机场的正常供电，甚至会引发安全事故，因此必须要加强对机场助航灯光供电系统电力谐波的分析与治理，从而确保为机场的安全保驾护航。
二、谐波所产生的原因与危害助航灯光供电系统中所使用的设备出现非线性的负荷，从而给供电系统的电压和电流产生不利影响，影响电压以及电流的正常输出进而影响到整个供电系统的工作频率，导致电流出现波形畸变，这也是谐波产生的主要原因。
非线性负荷的产生作为谐波产生的主要原因，而可控硅调光器设备的运行则是机场助航灯光供电系统谐波产生的主要方式。
不管怎样，谐波的产生不仅造成机场的供电质量产生变化，而且还造成供电设备运行不稳定，其给机场助航灯光系统造成的不利影响主要包括以下几个方面：2.1设备损耗谐波出现在机场助航灯光供电系统中不仅会造成供电质量的下降，而且还给周围电网、电力系统以及用电设备等都会带来不利影响。
譬如，谐波的产生导致用电设备使用效率下降，并且导致线损以及用电量的增大。
另外，由于谐波会导致电缆或者电线产生大量的热量，因此，极易造成线路的损坏甚至引起火灾，进而影响整个机场的安全运行。
2.2设备局部发热老化由于谐波在产生过程中会有大量的热量出现，因此，该部分热量会严重影响到发电机组的正常运行，导致设备出现异常的发热情况，或者导致电缆、电器等发生老化情况，从而缩短用电设备的使用寿命，增加机场运行成本。
2.3系统受到干扰在助航灯光供电系统中谐波的产生将会影响到整个系统的安全运行，导致该系统的继电保护装置无法发挥作用。
摘要：石油化工企业生产装置多为爆炸危险环境，对于单相负荷，系统维护检修时分断N线是否必要便成为一个争议的焦点。
由于相关设计规范并没有明文规定爆炸危险环境2区下N线是否必须分断，本文阐述了N线必须分断的原因以及如何分断。
关键词：单相负荷谐波电流 N线电流一、引言进入二十一世纪，随着我国经济驶入快车道，石油化工这一基础行业也得到了快速发展。
许多石油化工企业的生产装置均为爆炸危险环境，而作为电气照明等单相负荷则占有很大比重，根据相关石油化工设计规范，爆炸危险环境0区、1区中，系统检修时为避免N线产生电火花引起危险而需要将其分断，而对2区则没有具体要求，那么爆炸危险环境2区中系统检修时是否也需要分断N线呢？下面我们就来讨论这个问题。
二、TN-S/TN-C系统中的N线大多数石化企业生产装置的单相供电系统基本上是基于TN-S系统，或者基于TN-C-S系统，电源进户后N线与PE线绝缘隔离，N线不再与“地”（0电势）有连接，户内实际上也成为TN-S系统。
目前大家对在爆炸危险环境2区下，该系统在分断单相回路时，N线是否也要分断存在争议。
我们知道，在工厂动力配电系统中，一般采用TN-C系统，正常运行时其三相是平衡的，N线是不带电的。
然而这就很容易让人误解，认为TN-S系统中的N线等同于TN-C系统中的N线不会带电，即使带电也只是微电量，触及N线没有关系，不会对人造成危险。
这是一种非常错误，也非常危险的想法，因为，在TN-C 系统中，如果三相不均衡，N线也会带电。
根据规范，为防止电火花引起爆炸，防爆电器必须断电后才能解体检修，那么分断相线时是否也需要分断N线？我们首先分析一下在TN-S系统中N线带有那些成分的电流。
第一种成分的电流是谐波电流。
各种生产装置里一般都设有各种各样的直流电子设备和大量的荧光灯，他们产生的高次谐波电流除了会造成电源污染外，还会给N线带来电流尤其是三次谐波电流。
按理论分析发生的三次谐波电流会在N 线上叠加，叠加后的电流是相当可观的，有时N线上的三次谐波电流甚至会大于相线电流。
《谐波诊断技术及其在矿山大型电气设备中应用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，矿山大型电气设备在生产过程中的作用日益显著。
然而，电气设备的正常运行往往受到各种因素的影响，其中谐波干扰就是一个不可忽视的问题。
谐波诊断技术作为一种有效的电气检测手段，能够在电气系统运行过程中发现和解决谐波问题，对于保障矿山电气设备的正常运行具有重要意义。
本文将详细介绍谐波诊断技术的原理、方法及其在矿山大型电气设备中的应用。
二、谐波诊断技术概述1. 谐波定义及产生原因谐波是指电力系统中由于非线性负载的存在，导致电流或电压波形发生畸变，产生与基波频率不同的附加波动。
这些附加波动即为谐波。
谐波的产生主要源于电力系统中非线性负载的使用，如整流器、变频器、电弧炉等。
2. 谐波诊断技术原理谐波诊断技术主要通过测量和分析电力系统中的谐波成分，判断电气设备的运行状态。
具体而言，通过对电力系统中电压和电流的采样，获取谐波数据，再通过专业软件对数据进行处理和分析，从而判断电气设备的谐波污染程度、谐波源位置以及设备运行状态。
三、谐波诊断技术方法1. 频域分析频域分析是谐波诊断中常用的方法之一。
通过对电力系统中电压和电流信号进行频谱分析，可以获取各次谐波的幅值和相位信息，从而判断电气设备的运行状态。
2. 时域分析时域分析主要通过对电力系统中电压和电流信号的时间变化进行观察和分析，以判断电气设备的运行状态。
时域分析可以直观地反映电气设备的运行状态，对于发现和解决谐波问题具有重要意义。
3. 谐波阻抗测量谐波阻抗测量是通过测量电力系统中各次谐波的阻抗值，判断电气设备的谐波污染程度和设备运行状态。
该方法可以有效地定位谐波源位置，为解决谐波问题提供有力依据。
四、谐波诊断技术在矿山大型电气设备中的应用1. 保障电气设备的正常运行矿山大型电气设备运行过程中，受到谐波干扰会影响设备的正常运行和寿命。
通过谐波诊断技术，可以及时发现和解决谐波问题，保障电气设备的正常运行。
浅析低压生活配电网用电中的谐波源
李淑云;齐建林;毕延刚;黄静
【期刊名称】《煤矿现代化》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】对低压生活配电网的非线性用电设备的谐波特性作了介绍和分析,随电力电子技术和人类生活水平的提高,这些谐波源的数量和比重在电网中将迅速增大,本文的目的是帮助人们增强对日常用电设备中谐波的认识,以利谐波抑制与治理技术的研究和深入.
【总页数】2页(P68-69)
【作者】李淑云;齐建林;毕延刚;黄静
【作者单位】济宁二号煤矿;济宁二号煤矿;济宁二号煤矿;济宁二号煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD6
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电力计量装置异常原因分析及监测探讨王兴刚发表时间：2019-01-09T10:00:17.567Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：王兴刚吕新宏[导读] 摘要：我国电力企业作为重要的社会基础能源，人们的生活用电和企业的经营生产都离不开电力稳定的供应，为了保证人们的用电安全稳定，以及国民经济的稳定发展，在电网运行的时候，会将电力计量装置安装在企业和人们生活用电的电路中，帮助监视全国电网，避免因为电网受损，或者是不良电路的出现，引发的电网运行不当情况，影响企业和人们的正常生产生活，也影响国家的电网经济发展。
（国网山东省电力公司巨野县供电公司山东巨野 274900）摘要：我国电力企业作为重要的社会基础能源，人们的生活用电和企业的经营生产都离不开电力稳定的供应，为了保证人们的用电安全稳定，以及国民经济的稳定发展，在电网运行的时候，会将电力计量装置安装在企业和人们生活用电的电路中，帮助监视全国电网，避免因为电网受损，或者是不良电路的出现，引发的电网运行不当情况，影响企业和人们的正常生产生活，也影响国家的电网经济发展。
本文根据电力计量装置在电网中的运行情况，将其出现的异常原因简要分析，并对检测方式进行探讨，促进我国电力企业的安全运营。
关键词：电力计量；计量装置；异常；监测我国自改革开放以来，国家的发展节奏逐渐加快，城市化和工业化的发展成为现代重要的发展目标。
为了支撑我国的进步发展。
电力企业这一基础的能源保障行业的工作量逐渐加重，电力企业的发展随着区域的发展逐步提升。
为了保证电能的稳定供应，我国的电力计量设备和技术开始出现，帮助电网覆盖面积打下坚定的基础。
所以，对于电力计量装置的异常情况和故障处理要极为关注，保证在日常的用电中，电力计量设备能够和电网设备同时保持稳定性和精准性，促进电力企业的发展。
一、引起电力计量装置异常的原因电力计量装置的精度和安全性随着社会的发展逐渐提升，在计量设备和技术提升的同时，其装置出现的故障也逐渐增多，故障的类型也逐渐加多。
电力计量装置异常的原因及监测方法分析发表时间：2020-09-08T11:05:58.903Z 来源：《工程管理前沿》2020年4月第12期作者：陈靖秋丁成成李童童[导读] 近些年来，我国电力事业得到了快速发展，这给人们的生活和工作带来了新的气象摘要：近些年来，我国电力事业得到了快速发展，这给人们的生活和工作带来了新的气象，为有效推进我国社会经济的可持续发展做出了贡献。
在电力计量工作中，如果电力计量装置出现问题，就会对整个供电稳定性造成破坏，同时也会影响到人们的日常生活，给国家造成一定的经济损失。
本文就对电力计量装置异常原因及监测方法进行深入探讨。
关键词：电力计量；装置；异常；监测方法电力企业作为国家经济发展的关键组成，保障电力计量装置的平稳运行，是促进企业发展的重要工作，也是推动国家经济进步的关键因素。
当下国内常见的电力计量装置产生异常情况的原因，主要是外界环境影响、自身故障与一些人为的非法用电行为等。
1电力计量装置的异常原因1.1窃电行为窃电行为指的是不法分子采取多种非法途径私自占有电能的行为，电能计量装置往往会因该行为受到一定侵害并出现电量少计、不计等问题，绕过计量装置用电、私自拉线接线用电、伪造计量装置也属于常见的窃电行为。
在笔者的实际调研中发现，受经济发展、电费攀升等因素影响，近年来窃电行为在我国各地屡见不鲜，且存在手段和方式多样、隐蔽性较高特点，欠流窃电、欠压窃电、扩差法窃电、无表法窃电、移相法窃电、机械法窃电等均属于较为常见的窃电手段，而这些便很容易导致电力计量装置异常，装置不能正常运行的情况也往往因此出现。
1.2电力系统干扰复杂、多变属于电力系统的显著特点，同时装置间存在的紧密联系、相互影响也需要得到重视。
在笔者的实际调研中发现，力系统的干扰很多时候与电力计量装置异常存在直接联系，在计量综合误差因此产生较大变动的情况下，计量结果的准确性自然无法得到保障。
电力系统对电能计量装置的干扰主要源于谐波污染，分布式电源引入、非线性用电负荷大量存在均可能催生谐波污染，供电、输电、用电等设备也会在谐波污染的影响下出现额外的较大电能损耗，同时产生的高温还会直接影响这类设备的使用寿命。
气体放电灯的电路模型
王连才;杨丽徙
【期刊名称】《灯与照明》
【年(卷),期】1990(000)001
【总页数】3页(P1-3)
【作者】王连才;杨丽徙
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM923.32
【相关文献】
1.补偿电容在电感式气体放电灯电路中的应用 [J], 鱼彬;
2.高压气体放电灯调光电路设计 [J], 姚广平;张洁;林天琪;潘玉灼
3.气体放电灯变功率镇流器的原理和控制 [J], 李光荣
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5.高强度气体放电灯电子镇流器启动电路仿真研究 [J], 余振中; 张艳; 陈丽换; 杨忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
气体放电灯对电路的谐波污染王连才 李小宁 秦克敬 王长太(郑州工业大学 450002)(河南省建筑设计院)摘 要:气体放电灯是电流控制的非线性电路元件(如图1)。
它工作在弧光放电区,是下降的伏安特性。
必然产生弛张振荡,是一个谐波源。
在电路各谐波采集点采集谐波样本,用记忆示波器记录波形,用谐波分析仪分析样本,其THD u 、T HD i 、HR 等都严重超标。
可见若大量采用气体放电灯而不采取必要措施,就会给电路带来谐波污染,影响公用电网的供电质量。
本研究采集的谐波样本,可用于谐波污染的在线检测和适时控制关键词:气体放电灯 谐波污染1 前 言气体放电灯的电光效率高、寿命长,通常是白炽灯的4～6倍,这些优点使气体放电灯从本世纪40年代以来,得到迅速发展,出现了很多品种,以适应各种不同的照明需要。
如高强度的气体放电灯是白炽灯不能比拟的。
正如一切事物都存在两面性一样,气体放电灯在发展中也存在一些需要克服的问题。
仅就电路来说,谐波污染将是一个制约气体放电灯应用的因素。
随着气体放电灯的大量采用,带来的谐波污染,已引起了电力系统有关方面的关注。
气体放电灯电路本身存在产生谐波和谐波放大的条件:图1 气体放电灯的伏安特性1.1 气体放电灯工作在弧光放电区,具有下降的伏安特性(如图1),即通常说的负阻特性,其本身就存在产生谐波的条件,使弧光放电的电压出现弛张振荡。
如样本①及谐波分析(③)。
1.2 为了使工作负阻区的电弧稳定,若采用铁芯电感镇流器,这又引入了谐波(如谐波分析②)若使用普通电子镇流器,谐波也较复杂。
1.3 为了提高电路的功率因数,采用铁芯电感镇流器时,并联电容器,虽然电路功率因数提高了,但是谐波被放大了。
如样本④及谐波分析⑥。
1.4 三相电力系统的各种不对称使非线性负载谐波愈加复杂。
已经影响到电网的供电质21第9卷第4期气体放电灯对电路的谐波污染 本文是河南省自然科学基金资助项目量。
其谐波总畸变率(TH D u 、TH D i )和谐波电压含有率(H R )都超过国家标准:G B /14549-93。
谐波给电力系统带来的危害主要是:①产生附加损耗,增加设备的温升;②产生局部放电,增加潜供电流;③产生机械振动和噪声;④引起谐波的放大和谐振;⑤使继电保护和自动装置产生误动作;⑥引起电能计量的误差;⑦对通讯系统产生干扰等。
有关这些方面的研究已有专著,本文不再赘述。
本文对气体放电灯电路各谐波采集点用7201-A 型记忆示波器采集谐波波形样本。
用GXF-980C 电力谐波分析仪,分析对比样本谐波成份,客观、真实的实测波形展示,以提出谐波污染的严重性。
由于气体放电灯的大量采用,(若不配用高性能镇流器)它的谐波污染,必将危害到公用电网的供电质量。
因此,本文的研究说明:虽然气体放电灯有前述的诸多优点,就目前所配套的镇流器技术水平,在一个大的区域里,照明全部采用气体放电灯不适宜。
因为部分的忧化,还不是供电系统的优化。
此外,电弧焊接、电弧炉等气体放电的电器设备,他们的谐波分析,也与本文谐波分析相关,都会成为公用电网的谐波源。
2 气体放电灯电路的谐波样本采集点及说明气体放电灯是电流控制的非线性器件,所以采集电流样本。
为了叙述简捷,我们在电路图上,用数字标出谐波采集点(如图2和图3),给气体放电灯供电的电源是交流220V 、50H z 工频电源(如谐波分析①)。
图2 气体放电灯的工作电路图3 三相四线制供电线路图样本采集点及样本编号说明:灯电流的波形为样本②在三相供电系统中分别以i A 2、i B 2、i C 2、表示A 、B 、C 三相中的灯电流。
补偿电容的电流波形为样本③在三相供电系统中分别以i A 3、iB 3、iC 3表示A 、B 、C 三相中的电容电流。
补偿后的相电流为样本④在三相供电系统中分别以i A 4、i B 4、i C 4表示A 、B 、C 三相中的相电流。
所以i A 4=i A 2+i A 3样本④等于样本②和样本③的矢量和。
样本⑤是A 相和B 相的中线电流,即i 0=i A 4+i B 4。
由于是完全相同的负载,其有效值应等于i A 4或i B 4。
但因为A 、B 、C 的相位差异,所以样本④与样本⑤仍有细微差异。
22照明工程学报1998年12月3 气体放电灯电路的谐波样本样本①灯管电压样本②灯管电流i2样本③电容器电流i3样本④补偿后的相电流i 4即i 4=i 2+i3样本⑤i 0=i A 4+i B4样本⑥i A 4+i B4+i C2样本⑦i 0=i A 4+i B2样本⑨i 0=i A 4+i B 4+i C 4样本⑧为无电容补偿的三个相同负载的中线电流即i 0=i A 2+i B 2+i C 2,是三次谐波它们的基波成分已在三相对称平衡中加和为零。
23第9卷第4期照明工程学报样本⑧i 0=i A 2+i B 2+i C2样本10i 0=i A 4+i B 4+i C2样本1i 0=i A 4+i B 2+i C3样本12i 0=i A 4+i B 3+i C 2样本⑨为有电容补偿的三个相同负载的中线电流即i 0=i A 4+i B 4+i C 4,对比样⑧和⑨可知:电容补偿将谐波放大,由谐波分析④、⑤、⑥的数据进一步验证谐波被放大。
样本11是理论推导最大的中线电流即i 0=i A 4+i B 2+i C 3(686/347=1.98)是满载相电流的2倍,当然这是一种人为设计的最大中线电流,理论推导和实验一致,是一种运行中的极限情况,实际运行中很难遇到,概率极低。
4 气体放电灯电路的谐波分析本文采用7201-A 型记忆示波器,对上述谐波采集点,采集谐波样本。
对谐波的分析,用GXF-980C 电力谐波分析仪,将采集的样本输入,得到各次谐波的含量U H 、I H 和总谐波畸变率TH D u 、TH D i 。
①使用工频电源的频谱图及数学表达式u =2[220.4sin ωt+2.68si n (3ωt+76)+2.17sin(5ωt+138)+……](V)24照明工程学报1998年12月 ②使用镇流器的电压频谱图及数学表达式u L =2[165.4sin(ωt+22)+33.6sin(3ωt+23)+15sin(5ωt -100)+……](V) ③灯管电压的频谱图数学表达式(样本①)u lp =2[93.7sin(ωt -45)+32.3sin(3ωt -162)+17.2sin(5ωt+86)+……](V) ④灯管电流的频谱图及数学表达式(样本②)i 2=2[347sin ωt+54sin(3ωt+145)+……](m A) 用GXF-980C 电力谐波分析仪分析谐波。
从谐波图④、⑤、⑥可见,并联电容虽然使功率因数提高,但谐波被放大。
本研究采集的基准样本,可以存入计算机中,对气体放电给电力系统带来的谐波污染,实施在线检测和适时控制。
本文对各样本实测其电流有效值,以满载相电流样本④为基准值,列表如下:样本序号23456789101112标么值10.730.550.850.880.880.380.380.881.981.3025第9卷第4期照明工程学报 ⑤电容支路电流频谱图及数学表达式(样本③)i3=2[286sin(ωt+146)+37si n(ωt-162)+27sin(5ωt-169)+……](m A) ⑥有电容补偿的相电流及数学表达式(样本④)i4=2[214sin(ωt+166)+39sin(3ωt+185)+44sin(5ωt+113)+……](m A) 测算它们的谐波含有率(H R)和谐波总畸变率(TH D)都超过国家技术监督局1993-07-31批准的中华人民共和国国家标准:G B/T14549-93《电能质量公用电网谐波》。
5 结 论(1)气体放电灯由于电光效率高,寿命长,显色范围宽,是第二代电光源,其发展前景广阔,而且一些高强度的气体放电灯是白炽灯无法比拟的。
(2)对气体放电灯电路的谐波样本的采集和谐波波形分析说明、气体放电灯谐波污染是客观存在,大量采用气体放电光源存在电力系统谐波污染的必然性。
(3)由于气体放电灯的非线性和工作在弧光放电区的负阻效应,随着大量采用气体放电光源,谐波污染会更严重,应引起电力部门的重视。
这种新的社会需要,必然推动新的科技发展。
(4)这些谐波样本的采集,为治理谐波污染提供了新的基础和适时治理办法,对电弧焊接和电弧炉的谐波治理有相关性和可比性。
(5)对感性负载,并联电容器可以提高线路的功率因数,但带来了谐波放大,致使谐波污染更为严重。
应该走出误区。
26照明工程学报1998年12月参 考 文 献[1] W .爱伦巴斯.方道腴等译,《光源》,轻工业出版社,1981年[2] 狄苏尔. A.葛守仁,林争辉等译《电路基本理论》人民教育出版社,1980[3] J . F.威谋斯.陈林堂等译《放电灯》轻工出版社,1983[4] 王连才等.《大量采用气体放电灯使中线电流超大的理论分析》,(LS :7)论文集,1995[5] John W iley &S onsled .A rrillag a Pow e r Sy ste m H ar m on ics .1985[6] 周勇.《电网谐波分析》,1995The Study of t he H ar m on ic Pollution in C ircu itby U sing Gas D ischarge La m psW ang L ancai L i X i aoning Q i n K e ji ng W ang x i n ta i(Zheng Zhou U n ive rsity o f T echon loge)AbstractT he discharge la m p suply ed by pow e r sy ste m are non-linear ele m en t o f cu rren t con tro l .It w o rks in the sco pe o f arc discharge ,w ith a rprope rty o f de scent V o lt and Am p rer,thu s appea rance o f o scilla ti n g w av e shape ,strong o r w eak a lternative ly .It is a sou rce o f h ar m on-ic .In th is artic le ,the h ar m on ic w ave sa m p les have been co llected a t a ll spo ts by u se o fM o-m o ry O scillo m rte r and ana ly ze red by u se o f H ar m on ic W ave M e ter .T he TH Du,TH D i andthe H R all ex ceed the state standard se t .So the m o re discharg e la m ps u sed,the m o re har-m o nic po ll u tion p roduced .It has a lready g iv en an adv erse i m pac t to the qua lity o f pow e r sup-p ly i n public ne t w o rk.T he H ar m on ic sam p les w ill be used fo r on -li n e m easu re m en t and real -ti m e con tro l o f ha r m o nic po llu tion .K eyW ords :d ischa rg e la m ps h ar m onic po llu ti o n sa m p les 27第9卷第4期照明工程学报。
