在低压电力系统中,谐波污染已成为影响电能质量的首要问题。接下来我们将深入分析电力系统中最主要的谐波污染源及其特性,并提出针对性的电力系统谐波治理方案,为电网安全运行提供技术支撑。
一、电力设备谐波特性
1、变频器、整流器等电力电子设备是电力系统谐波治理的重点对象。6脉波整流器产生的主要特征谐波为5、7、11、13次,谐波畸变率(THD)可达30%-40%。
2、大功率变频器开关频率通常在2-6kHz,会引发15次以上的高频谐波。
二、电弧类设备的谐波影响
1、电弧炉、电焊机等非线性负载是电力系统谐波治理的难点。电弧炉运行时产生连续的宽频带谐波,频谱范围从2次延伸到50次以上,且谐波含量随冶炼过程剧烈波动(THD在15%-25%间变化)。
2、电焊机则在引弧瞬间产生瞬态谐波冲击,峰值电流可达额定值的8-10倍。针对这类负载,电力系统谐波治理需要采用"固定滤波+动态补偿"的混合方案,才能有效控制谐波水平。
三、照明设备的谐波污染
1、现代LED照明系统已成为不可忽视的谐波源。开关电源驱动的LED灯具产生大量3次谐波(零序谐波),在中性线上形成叠加,实测中性线电流可达相电流的1.5倍。
2、大规模商业综合体的照明系统可使电网THD升高5-8个百分点。电力系统谐波治理中,对此类谐波需配置专用零序滤波装置,或采用△-Y型隔离变压器抑制3次谐波环流。
电力系统谐波治理是一项系统工程,需要针对不同谐波源特性采取差异化措施。建议建立"源头治理-过程控制-末端补偿"的三级治理体系:设备选型阶段优先选用低谐波型号;配电设计时合理分组非线性负载;关键节点配置适当的滤波装置。