艾丝凡 发表于 2012-6-21 12:03:30

电器谐波的治理

请问各位电器专家,电器产生谐波怎样治理,用什么检测手段可以检测谐波,哪一级别的检测具有权威性?
真心求助

黄昏了 发表于 2012-6-21 16:37:05

RE:电器谐波的治理

电器产生谐波的方法很多,比如在开关的动作过程中,接触器吸合不好,在大设备负载的起动与停止中,在电容的投切中,在变频器的起动中等,都容易产生谐波,但程度都不相同。一般情况下是比较难处理的。要跟据不同的情况进行处理。比如装消谐装置等,或采用产生谐波量较少的设备。

这个夏天 发表于 2012-6-21 21:10:40

RE:电器谐波的治理

数字式示波器可以记录这个供分析,不过价格比较贵,几万
模拟式示波器可以显示谐波带来的影响,定性的分析,看变化的对比程度。

如果买不起数字示波器,又需要定量分析,可以通过转换电路,将电压调制到采样芯片能接受的程度,然后将数据传输给CPU,然后通过通信线路将数据传送给上位机,一般就是个人PC机,将这些点通过软件处理,绘制成图,进行数据分析即可。
根据控制理论的推导,离散系统的采样频率必须大于等于2倍系统频率,也就是,你要分析150Hz的频率(3次),采样至少保证300点/秒,这样才可以保留系统特征。
通过单片机,ARM或者DSP芯片处理这些就可以,通信线路的带宽,根据芯片采样频率和数据格式来选择。

被测电路----转换电路----采集芯片--(通信线路)--CPU--(通信线路)——上位机(PC)

要根据需要的精度,选择转换电路,这个决定了数据的真实性,很关键。采集芯片以后的,那都是数字电路,基本上搞这个专业的都会,请人做非常容易,找学生,要用的芯片50块就能搞定,就是印刷电路板要点钱,几十块,成本共百把块,想当初,赚点外快还是很高兴的。

获得的数据可以用Matlab绘制成图,并定量分析,只要你提供数据,保证数据的真实性,可重复性就可以。国内目前还没有什么强制性规定,只规定,供电电路高次谐波占的比例不得大于多少。

补充一下,高次谐波目前尚没有很有效的方式,再工业应用上,都是采用电容滤波,因为电感的微分效应会强化谐波,我一哥们以前就是做高次谐波的主动防御,类似于坦克里的主动振荡,提供反向频率声波消除坦克内噪音,国际上都只处于研究阶段,功率小效果差,实用还是比较远的事情。

shirley 发表于 2012-6-22 01:44:15

RE:电器谐波的治理

楼上介绍得很详细,有一定的参考价值,希望广大海友积极发表观点。

青春岁月 发表于 2012-6-22 06:17:50

RE:电器谐波的治理

可以使用福禄克43,最好是福禄克435进行录波,可以很清楚的看到谐波的情况。抑止谐波建议使用有源滤波器。

奥菲斯1 发表于 2012-6-22 10:51:25

RE:电器谐波的治理

采用有源滤波装置或无源滤波装置进行滤波,成本较高,因此主要用于大型设备

誓言 发表于 2012-6-22 15:25:00

RE:电器谐波的治理

一般变频器使用多的系统,产生谐波较多。可以在电气谐波较多的系统加装有源滤波装置进行谐波治理。

liion 发表于 2012-6-22 19:58:35

RE:电器谐波的治理

供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种 干扰量,使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般 为2≤n≤40。
电网谐波造成电网污染,正弦电压波形畸变,使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障,情况日趋严重。谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的,概括起来有以下几个方面:
1. 对供配电线路的危害
(1) 影响线路的稳定运行
供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护,使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作,因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点,但由于采用了整流取样电路,容易受谐波影响,产生误动或拒动。这样,谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。
(2) 影响电网的质量
电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。如民用配电系统中的中性线,由于荧光灯、调光灯、计算机等负载,会产生大量的奇次谐波,其中3次谐波的含量较多,可达40%;三相配电线路中,相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加,使中性线的电流值可能超过相线上的电流。另外,相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率,从而降低电网电压,浪费电网的容量。
2. 对电力设备的危害
(1)对电力电容器的危害
当电网存在谐波时,投入电容器后其端电压增大,通过电容器的电流增加得更大,使电容器损耗功率增加。对于膜纸复合介质电容器,虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值,使电容器异常发热,在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时,还可能使电网的谐波加剧,即产生谐波扩大现象。另外,谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形,尖顶电压波易在介质中诱发局部放电,且由于电压变化率大,局部放电强度大,对绝缘介质更能起到加速老化的作用,从而缩短电容器的使用寿命。一般来说,电压每升高10%,电容器的寿命就要缩短1/2左右。再者,在谐波严重的情况下,还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。
(2)对电力变压器的危害
谐波使变压器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。谐波还使变压器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,谐波使电压的波形变得越差,则磁滞损耗越大。同时由于以上两方面的损耗增加,因此要减少变压器的实际使用容量,或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量。除此之外,谐波还导致变压器噪声增大,变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的,随着谐波次数的增加,振动频率在1KHZ左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声。
(3)对电力电缆的危害
由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小。另外,电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联,提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与电容下可能发生谐振。
(4)对用电设备的危害
对电动机的危害
谐波对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热。尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力。另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声。
对低压开关设备的危害
对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且谐波次数越高影响越大;热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定电流降低与脱扣电流降低;电子型的断路器,谐波也要使其额定电流降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定电流降低得更多。由此可知,上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。
对于漏电断路器来说,由于谐波汇漏电流的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作。对于电磁接角器来说,谐波电流使磁体部件温升增大,影响接点,线圈温度升高使额定电流降低。对于热继电器来说,因受谐波电流的影响也要使额定电流降低。在工作中它们都有可能造成误动作。
(5)对弱电系统设备的干扰
对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰。其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡电流流入接地极,从而干扰弱电系统。
(6)影响电力测量的准确性
目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型,它们受谐波的影响较大。特别是电能表(多采用感应型),当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确。
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