电容器引起的谐波放大分析

谐振的危害和防护谐波谐振的危害串联、并联电路谐振频率与系统电阻无关,当系统谐波源频率天时就会发生串联或并联谐振。

若、很小,可以激发二次或三次谐波的高次谐波谐振过电压若、很大,则能激发分频谐波的谐振过电压,这两种谐振过电压都表现为三相对地电压的同时升高,而线电压正常。

试验研究表明,基波谐振和高次谐波谐振过电压一般不超过倍额定电压,对于分频谐波谐振,由于受到电压互感器铁芯严重饱和的限制,过电压一般不超过倍额定电压,但励磁电流急剧增加,瞬时可高达额定励磁电流的几十倍以上,引起高压保险丝的频繁熔断。

①串联或并联谐振会产生高于电源数倍的电压,施加在回路中的电容器、互感器、断路器等设备上,引起高压电气设备绝缘损坏。

在熔断器未及时熔断的情况下会引起电压互感器喷油、绕组烧毁甚至爆炸。

②谐振引起的过电压,还可以导致氧化锌避雷器的损坏。

无间隙氧化锌避雷器的过电压耐受能力有限,如果选用氧化锌避雷器的直流电压偏低,在过电压的作用下连续动作,最终会发生热崩溃而损坏。

③在电压互感器熔断器不能及时熔断的情况下,引起电压互感器二次电压升高,对二次继电保护设备和计量仪表的绝缘造成损坏或引起继电保护设备的误动。

④基波谐振时,出现虚幻接地现象,易引起值班人员的误判断,表现为两相电压升高,一相电压降低,线电压正常,其现象与单相接地相同。

⑤谐振时电压互感器铁芯的饱和会使变比误差增大,影响计量、测量精度。

⑥谐波谐振引起电网的谐波损耗增大。

谐波谐振的预防和应对措施①少谐波源的产生在选用铁芯设备时尽量选用励磁特性好、伏安特性高、铁芯不易饱和的电磁式电压互感器、变压器、电抗器。

在选用电磁电压互感器时应注意同时提高三相电压互感器的励磁特性和伏安特性曲线的线性度,尽量选用同型号、同批次生产的单相电压互感器,也可以采用电容式电压互感器代替电磁式电压互感器。

断路器三相不同时合闸,由于合闸瞬间三相电压的不同,会引起的三相负载的不对称,使电源的中性点产生位移,中性点对地电压与电源电压叠加会使三相对地电压同时升高或两相、单相对地电压升高,使回路中的电磁式电压互感器或电抗器线圈很快饱和,激磁电流的波形发生畸变,产生高次谐波。

电力谐波的产生原因及抑制方法电力谐波是指电力系统中产生的非正弦波形，它由于交流电系统中的非线性负载、电力线上的电容器和电感器等因素引起。

电力谐波在电力系统中的存在可能会导致设备的故障、能源浪费和电网负载能力的下降。

因此，对电力谐波的产生进行有效的抑制是非常重要的。

1.非线性负载：非线性负载是电力谐波的主要源头。

非线性负载通常包括电力电子设备，如电视、计算机、UPS电源、逆变器、风力发电机等。

这些设备的工作原理会产生非线性电流，进而导致电网中谐波的产生。

2.电容器和电感器：电容器和电感器也会对电力谐波的产生做出贡献。

在电力系统中，电容器和电感器常用于无功补偿和电能储存。

然而，由于电容器和电感器的等效电路具有谐振特性，它们会对电力谐波起到放大的作用。

3.电网接地方式：电网的接地方式也会影响电力谐波的产生。

当电网采用不完全中性接地时，地线电流会导致电子设备的谐波污染。

抑制电力谐波的方法有多种，下面将介绍几种常见的方法：1.优化电力系统设计：对于新建的电力系统，可以采用谐波抑制措施进行设计。

例如，将非线性负载远离主要的电源和敏感设备，减少非线性负载对谐波的干扰。

2.增加电力系统的容量：增加系统容量可以降低电力谐波对设备的影响。

通过增加设备的容量，可以减少设备的负载率，从而降低了负载谐波。

3.应用谐波滤波器：谐波滤波器是目前应用最广泛的抑制电力谐波的方法之一、谐波滤波器可将电力谐波从电网中滤除，从而减少对设备的影响。

4.提高设备的抗谐波能力：可以通过改善设备的设计或增加额外的抗谐波装置，使得设备能够更好地抵抗电力谐波的干扰。

5.加强监测和管理：及时监测电力谐波的产生和影响程度，对于谐波超标的情况进行调整和管理。

可以采用在线监测系统对电力谐波进行实时监测，并根据监测结果采取适当的措施。

综上所述，电力谐波的产生原因主要是非线性负载、电容器和电感器以及电网接地方式等因素的综合作用。

为了有效抑制电力谐波，需要采用适当的方法，包括优化电力系统设计、增加系统容量、应用谐波滤波器、提高设备的抗谐波能力以及加强监测和管理等。

谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备：(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备，如：变压器、电抗器等；(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；(3)以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流,以便把谐波电压控制在限定值之内,抑制谐波电流主要有四方面的措施: 1)降低谐波源的谐波含量。

也就是在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。

这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。

2)采取脉宽调制(PWM)法。

采用脉宽调制(PWM)技术,在所需要的频率周期内,将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲,这种方法可以大大抑制谐波的产生。

3)在谐波源处吸收谐波电流。

这类方法是对已有的谐波进行有效抑制的方法,这是目前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法。

4)改善供电系统及环境。

对于供电系统来说,谐波的产生不可避免,但通过加大供电系统短路容量、提高供电系统的电压等级、加大供电设备的容量、尽可能保持三相负载平衡等措施都可以提高电网抗谐波的能力。

选择合理的供电电压并尽可能保持三相电压平衡,可以有效地减小谐波对电网的影响。

谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电,承受谐波的能力将会增大。

谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般来说是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量，其实谐波是一个正弦波分量。

谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。

当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变,这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。

电力系统中的谐波源主要有以下几类：（1）电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题，使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波，所产生的电流偏离正弦电流。

(2）非线性负载，如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。

(3）非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。

二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在:（1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率.（2)谐波影响各种电气设备的正常工作。

(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引发严重事故.（4）谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。

（5）谐波对临近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声,降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。

我国国家技术监督局于93年颁布了国家标准《电能质量-—公用电网谐波》(GB/T 14549—1993）。

该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定，并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。