第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页谐波交互作用和谐波不稳定性摘要：在供电系统中谐波的出现已经有许多年了。所谓谐波，是一个数学或物理学概念，指周期函数或周期性的波形中不能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。本文分析了谐波产生的主要原因，以及其中交互作用，从谐波的不稳定性分析到谐波产生的危害，进而列举出一些治理谐波危害的方法。关键字：谐波，交互作用，不稳定性，谐波危害1.谐波的产生在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。但此种情况过于理想，一般情况下，我们所研究的电路基本上都有谐波产生。在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。电网谐波来自于以下三个方面：一是发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。二是输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。三是用电设备产生的谐波：晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页2.谐波的交互作用当电力系统向非线性设备及负荷供电时，这些设备和负荷在传递、变换、吸收系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向系统倒送大量的高次谐波。使电力系统中的电压和电流波形发生了严重畸变。而随着国家“西电东送,南北互供,全国联网”能源发展战略的逐步实施,国内各大区域电网间将出现前所未有的远距离大容量输电格局，这也给我们电力系统带来了压力。随着西电东送线路和容量的增加，交直流并联运行系统的相互影响也越来越大。在直流输电系统中,谐波的交互作用不仅会通过换流器产生,也会通过整个交流网络形成。对于传统的单馈入直流输电系统来说，当直流输电容量相对于交流系统总容量而言不太大时，直流系统和交流系统问的相互作用和相应动态特性一般可以用现有的各种手段来进行控制。但对于大规模的多馈入直流输电系统来说，多条直流若同时与交流系统相互作用，由于直流总容量的比重大大加大，各条输电线路电压等级较高、输送功率较大且电气距离又比较近,可能造成巨大的冲击，以致于常规控制手段可能根本无法缓和这冲击。此时当交流系统或任一直流系统发生故障时,交、直流系统之间就会相互影响，从而对整个电网安全稳定性也产生影响。在单馈入直流输电系统研究中，常用短路比SCR表示交流系统的强弱，该值即为图l(a)中的交流系统等值导纳的标幺值。若考虑直流换流站交流侧母线的并联电容器的影响，通常采用有效短路比ESCR，其中ESCR=1Z...
