(1) 对测量表和测量计产生影响

谐波的存在会导致仪器仪表计量产生误差,常用的感应式电表是依照工作电压的波形设计而成的,畸变的波形会严重干扰电表的正常工作,导致电表计量时失准。

(2) 对电容器产生影响

当含有高频谐波的畸变电压加入电容器的两端时,由于高次谐波频率大,电容器对它的的阻抗小与对基波的阻抗,很容易使电容器负荷过大,导致其坏损。同时谐波还影响电容器的匹配参数,可能导致电网中产生高次谐波的谐振,使得电子设备因超过其对电压、电流最大承受值而受到损害,此时的故障更为严重。

(3)对电力线路产生影响

谐波会导致一些不正常运行状态,致使电力系统运行的不稳定。例如:高次的谐波电流在通过线路中的非线性阻抗时,会导致使负载电能损耗的增加。高次谐波还可能导致电力系统产生电压谐振,从而引起线路上电压过大,可能会击穿设备的绝缘保护。

(4)对电网中继电保护装置产生影响

谐波会导致引起遥控装置或继电保护的拒动或误动,使其可靠性下降,容易引发事故。另外,高频谐波谐波分量会让晶闸管触发系统和它的控制装置产生误动作。

(5)对变流装置产生影响

随着电子电工技术的日益发展,硅整流器等各种各样的电子器件在社会各个领域得到了广泛的应用。这些设备,大到变压器线圈,小到手机充电器。这些装置是谐波源,它们的非线性负载特性导致了高次谐波的产生;另外一方面,电网中含有畸变电流,进入这些设备之后,对控制系统产生影响,很容易导致故障,对设备的正常使用造成影响。

(6)对通信网络产生影响

高频谐波会对通信设备的通信质量产生干扰,会干扰通信网络的正常通信工作。就电话通信网而言,一般音频通道的正常工作频率范围介于200Hz和3500Hz之间,而对于基波频率为50Hz的电网系统而言,很多高频谐波处在这个频率范围之中(4倍频为200Hz)。由此可见,供电系统的谐波会导致电话通信时的杂音。严重时,谐波在干扰通信网络时有可能威胁通信线路安全,甚至导致人身安全受到威胁。

1.1.2 电力谐波标准 

中国《电力系统谐波管理暂行规定》里规定,电压正弦波形畸变率要求如表1.1所示。表中的数据是根据我国国家电网的真实情况,并结合工业发达的国家所制定的标准而规定的。

表1.1 公用电网电力谐波电压限值

表1.2 进入电网谐波电流的允许值

标准中还规定了谐波测量允许误差,如表1.3所示,其中A级仪器用作较为准确的测量,B级用作一般测量。

表1.3 谐波测量仪的允许误差限值

等级 测量参量 条件 允许误差论文网

1.2 研究方法及意义

1.2.1 电力谐波测量的基本要求

(1) 谐波测量方法及数据处理方式必须要遵从国家标准《电能质量公用电网谐波》。

(2)为了提高精度测量和减少测量误差,必须制定某些测量精度,以表示抵抗噪声、杂音等信号干扰的能力。

(3) 要求必须具有较好的动态跟踪性能,测量时的滞性小。

(4) 实现代价小。在实现中应该考虑,在能够达到要求的前提能够实现时,尽量能获得更好的性价比。

(5) 鲁棒性好。当电力系统在正常或者异常运行时,必须都能检测出谐波。

1.2.2 电力系统谐波测量方法

谐波测量装置最基本的要求是能够实时、准确地检测谐波电压、电流,然后通过一系列措施减少电力谐波对系统的干扰。目前有很多种电力谐波检测方法,基于不同的原理,大致可以分为下面几种:

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