谐波分析 作用_谐波是什么_谐波理论(3)

大量的无功功率路中传输将不可避免的造成输电线路、变压器损耗增大，造成线路电压降落并影响用户供电质量，直接从发电机索要无功将使发电机的有功出力减少，因此长距离输送无功功率也是电力系统不允许的。

用户无功缺乏将导致设备功率因数偏低，设备运行功率达不到额定功率，效率低下。所以为了减少有功损失和电压降落，释放变压器、发电机容量、提高用户设备利用率和电网供电质量，在负荷中心需要加装无功功率电源，进行无功功率补偿，以实现电力系统的无功功率平衡。此外根据当前国务院“节能减排”的工作部署，电力系统领域利用无功补偿提高设备的利用率、充分利用发电机的出力从而降低对化石燃料的需求也是“节能减排”的重要途径。

(3)谐波治理的意义

如前所述，谐波问题已成为电能质量中最为引人关注的问题，谐波会造成电力系统电压畸变，使电能的生产、传输和利用的效率降低，其危害还体现在：

a)对用电设备安全运行的影响和危害，包括：

——引起各类电机和变压器的局部过热、过电压、机械振动和降低输出功率;

——增加电容器和电缆绝缘介质的局部放电和温升，引起机械振动，缩短使用寿命等。

——引起计算机及其系统的数据丢失、误显示、误传、元件损坏等事故;

——引起电视机图像变坏、翻滚，引起其他视听设备的杂音等。

b)对电力系统安全运行的影响和危害，包括：

——降低断路器、避雷器、电压互感器的正常功能，严重时直接损坏这些设备;

——引起继电保护和其他自动装置的误动、拒动或损坏，直接危及系统的安全运行;

——增大电力系统的线损，增加电能表和其他常规表计的误差。

c)对通信系统的电磁干扰，引起电话杂音，有时出现过电压等。

由谐波引起的诸多问题可以看到谐波治理已是刻不容缓，降低谐波产生的危害将对社会生活、工业生产产生巨大效益，谐波治理的意义更可以上升到治理环境污染、维护绿色环境的角度来认识，对于电力系统这个环境来说，无谐波就是“绿色”的主要标志之一。

(4)无功补偿与谐波治理的关系

无功补偿主要用于补偿系统无功功率，谐波治理主要用于净化电网谐波污染，虽然二者分属不同的领域和研究方向，但他们之间的紧密联系以体现在实际应用的各个方面。总结来说主要有以下几点原因：

a)谐波治理属改善电能质量的范畴，无功补偿同样可以改善供电系统的电压质量,因此在电能质量领域二者有此紧密联系。

b)在无谐波的情况下，无功功率有其固定的概念和定义，而在含有谐波的情况下，无功功率的定义和谐波有密切的关系，谐波除其本身的问题外，也影响负载和电网的无功功率，谐波功率不产生任何效益，也可认为是“无功”功率。

c)产生谐波的装置同时也大都是消耗基波无功功率的装置。

d)目前为止谐波治理装置大都是补偿基波无功功率的装置，如广泛应用于各领域的LC滤波器。

正因此，谐波治理和无功补偿在实际应用领域经常被提在一起。

二、无功补偿装置与谐波治理装置的现状

介于无功补偿和谐波治理在生活生产中的现实意义，在无功补偿和谐波治理装置的研究方面作了大量的工作。无功补偿装置从最早期的同步调相机补偿，到如今广泛应用的电力电容器补偿，再到结合现代电力电子技术的各种静止补偿装置，谐波治理装置从广泛应用的LC滤波器到基于电力电子技术和现代控制技术的有源电力滤波器(APF)，都经历几代的变迁和技术的飞跃。

(1)无功补偿装置的类型和特点

无功补偿装置种类繁多，随着时代和技术的发展主要经历了以下几种：同步调相机、电力电容器和并联电抗器、静止补偿器等。相对于旋转机械的同步调相机而言，后三种可称为静止设备。

a)同步调相机实际上是一台空载运行的同步电动机，在过励磁时可发出无功功率，欠励磁时可以吸收无功功率，调节均匀简单，其自动励磁调节装置能使同步调相机在端电压波动时自动调节无功功率，维持电压及系统的稳定，适用于大型变电站所进行集中补偿，其缺点是投资大，功率损耗大，动态响应的时间也较长，因为是旋转设备运行维护工作量也较大。总体上来说，这种补偿手段已显陈旧，已有逐渐被取代的趋势。

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