电力电子装置谐波产生的原因与危害防范措施

电力电子装置谐波

一、谐波的危害

电网中日益严重的谐波污染常常对设备的工作产生严重的影响，其危害一般表现为：

1)谐波电流使输电电缆损耗增大，输电能力降低，绝缘加速老化，泄漏电流增大，严重的甚至引起放电击穿。

2)使电动机损耗增大，发热增加，过载能力、寿命和效率降低，甚至造成设备损坏。

3)容易使电网与用作补偿电网无功功率的并联电容器发生谐振，造成过电压或过电流，使电容器绝缘老化甚至烧坏。

4)谐波电流流过变压器绕组，增大附加损耗，使绕组发热，加速绝缘老化，并发出噪声。

5)使大功率电动机的励磁系统受到干扰而影响正常工作。

6)影响电子设备的正常工作，如：使某些电气测量仪表受谐波的影响而造成误差，导致继电保护和自动装置误动作，对邻近的通信系统产生干扰，非整数和超低频谐波会使一些视听设备受到影响，使计算机自动控制设备受到干扰而造成程序运行不正常等。

二、电力电子装置中的谐波产生

电网中的谐波主要是由各种大容量功率变换器以及其他非线性负载产生的，其中主要的谐波源是各种电力电子装置，如整流装置、交流调压装置等，这其中，整流装置所占的比例最大，它几乎都是采用带电容滤波的二极管不控整流或晶闸管相控整流，它们产生的谐波污染和消耗的无功功率是众所周知的；除整流装置外，斩波和逆变装置的应用也很多，而其输入直流电源也来自整流装置，因此其谐波问题也很严重，尤其是由直流电压源供电的斩波和逆变装置，其直流电压源大多是由二极管不控整流后经电容滤波得到的，这类装置对电网的谐波污染日益突出。

三、谐波的抑制

为了抑制电网中的谐波，减小谐波的危害，在加强科学化、法制化管理的同时，要采取积极有效的技术措施，尽量减少电力电子设备的谐波含量，安装有效的滤波装置。

1．采取主动措施，减少电力电子设备的谐波含量

减少谐波含量主要是从变流装置本身出发，通过变流装置的结构设计和增加辅助控制策略来减少或消除谐波，目前采用的技术主要有：