谐波危害及谐波治理深圳市康必达控制技术有限公司 谐波是什么l什么是谐波？什么是谐波？非线性负载非线性负载线性负载线性负载UI线性负载线性负载UI基波基波3次谐波次谐波5次谐波次谐波7次谐波次谐波9次谐波次谐波两类负载两类负载谐波标准及谐波危害 谐波的相关标准公用电网谐波标准 电能质量公用电网谐波（GB/T 14549-1993）电网标称电压kV电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率：%奇数偶数0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.8 谐波的相关标准设备谐波发射量标准 电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制（GB/Z 17625-2003）谐波次数（n）允许的谐波电流In/I1(%)谐波次数（n）允许的谐波电流In/I1(%)321.621=0.6510.7230.977.2250.893.827=33171.2=0.6191.1偶次=8/n或 S=视在功率视在功率 P=有功功率有功功率 Q=无功功率无功功率 D 失真功率失真功率S(VA)S(VA)D:谐波失 真功率P P2 2+Q+Q2 2S=S=P P2 2+Q+Q2 2+D+D2 2S=P(W)谐波标准及谐波危害谐波的负面影响谐波占用电源容量无功功率无功功率谐波功率谐波功率有功功率有功功率视在功率视在功率D和Q一样，无法转化为有用功 谐波标准及谐波危害 谐波的负面影响变压器变压器 铜损铜损 P Pcucu =R x l=R x l2 2 RMSRMS 集肤效应使损耗很高集肤效应使损耗很高 铁损铁损=磁滞损耗磁滞损耗+涡流损耗涡流损耗 P P 磁滞磁滞 f Bm B B 导通率导通率H H磁激励磁激励 d=d=导磁材料宽度导磁材料宽度(mm)mm)P=P=材料电阻率材料电阻率 B=B=磁感应强度磁感应强度(Tesla)Tesla)f=B f=B 的频率的频率(Hz)Hz)()()W W mmmm2 2mmmmP P 涡流涡流=B B2 2 effeff f 2 in W/mm in W/mm p p2 26 6 d d2 21 1谐波标准及谐波危害谐波的负面影响谐波增加电力设备的损耗铜损Pcu=R x l2 RMS集肤效应使损耗很高铁损 磁滞损耗+涡流损耗-变压器寿命三次谐波使中性线过载谐波标准及谐波危害变压器温升每升高变压器温升每升高8度，寿命将减少度，寿命将减少50%谐波标准及谐波危害l谐波使设备运行异常，效益低，影响工作性能谐波使设备运行异常，效益低，影响工作性能异步电机异步电机 IRMS I1(产生有功转矩产生有功转矩)定子绕组附加温升定子绕组附加温升 正向或反向脉动转矩正向或反向脉动转矩 电机效率下降电机效率下降 不正常振动不正常振动 转子附加温升转子附加温升 过早老化过早老化谐波标准及谐波危害发电机发电机 I RMS I1 定子绕组的附加温升定子绕组的附加温升 附加铁损附加铁损 脉动转矩脉动转矩 电子励磁调节器误动电子励磁调节器误动 不正常振动不正常振动 阻尼绕组的附加温升阻尼绕组的附加温升 过早老化过早老化 如果非线性负载所占比例为如果非线性负载所占比例为 20 至至 30%,生产厂商大多声明生产厂商大多声明降容降容 10%使用使用l谐波使设备运行异常，效益低，影响工作性能谐波使设备运行异常，效益低，影响工作性能谐波标准及谐波危害l3 3次及次及3 3N N次谐波的危害次谐波的危害 三次和三次和3n次谐波会在中性线上叠加次谐波会在中性线上叠加 中性线电缆的发热量中性线电缆的发热量 严重时会发生火灾。
严重时会发生火灾Ih3Z1Z2Z3L1L2L3NIh1Ih1Ih1Ih3Ih3Ih3谐波标准及谐波危害l谐波谐波对灵敏设备对灵敏设备的危害的危害 报警装置误动报警装置误动 采用非真实有效值测量导致脱扣器采用非真实有效值测量导致脱扣器误动误动 灵敏电子系统的误动灵敏电子系统的误动 通讯干扰通讯干扰 控制系统故障控制系统故障谐波标准及谐波危害l谐波谐波电流对电容器组的影响电流对电容器组的影响未投电容器未投电容器电流波电流波形形未投电容器电压波形未投电容器电压波形 THDUTHDU2%2%投电容器投电容器电流波形电流波形投入电容器电压波形投入电容器电压波形THDU=7%THDU=7%谐波标准及谐波危害l谐波谐波电流对电容器组的影响电流对电容器组的影响q 电容器出现膨胀现象q 电容器柜熔断器组群爆q 功率因数低谐波的负面影响谐波电流引起供电电流严重畸变尤其是对独立供电小系统 通信机房通信机房 数据中心数据中心建筑动力建筑动力照明系统照明系统 高压配电所高压配电所降压变压器降压变压器低压交流配电屏低压交流配电屏 精密机房精密机房 空调系统空调系统交流交流UPS通信电源通信电源柴油发电柴油发电机机谐波标准及谐波危害 谐波治理 DRDR调谐电抗器调谐电抗器l谐波谐波治理方案治理方案400V400V电容器电容器AccuSine有有源电力滤波器源电力滤波器AccuSine有有源电力滤波器源电力滤波器VarLogic功率功率因数控制器因数控制器 谐波治理Dynh3h92主电源变压器以不同的方式联接2仅限制3次和3n次谐波 h5,h7Ddy3调谐式调谐式滤波器滤波器L5抗谐波电感器L44仅降低谐波电流THDI 增大电力系统的供电容量和电缆、开关等-谐波没有消除-成本昂贵113仅削减5次和7次谐波，但增加11、13次谐波(12脉冲整流、移相式滤波器)66 无谐波无谐波AccuSine有源调节器有源调节器o与无源滤波器的比较与无源滤波器的比较无源滤波器无源滤波器AccuSine 谐波电流控制谐波电流控制 按照频谱设计按照频谱设计滤波器滤波器(体积庞大体积庞大)多种谐波可同时控制多种谐波可同时控制 频率变化的影响频率变化的影响 效率降低效率降低 不受影响不受影响 阻抗变化的影响阻抗变化的影响 有谐振的危险有谐振的危险 不受影响不受影响 负载容量增大时负载容量增大时 必须更换滤波器必须更换滤波器 可并联增容可并联增容基波频率基波频率50HZ变为变为60HZ 不允许不允许 由软件设置由软件设置尺寸，重量尺寸，重量 笨重笨重 灵巧灵巧电流增大的影响电流增大的影响 有过载的危险有过载的危险 无过载的影响无过载的影响 自动调节输出自动限制最大输出,不存在过载有源滤波技术 AccuSine AccuSine有源电力滤波器有源电力滤波器无源滤波器劣势之一,钻井项目,谐波量变化迅速.仅用了25天.谐波治理l提升电能质量提升电能质量=+电电 源源非线性负载非线性负载I.I.电源电源I.I.负载负载I I滤波器滤波器I.I.电源电源I.I.负载负载If.If.(负载基波负载基波)IhIh.(负载谐波负载谐波)I.I.滤波器滤波器o技术特点技术特点滤波范围广，可滤除滤波范围广，可滤除2次到次到50次谐波次谐波单相动态注入电流的方式消除谐波单相动态注入电流的方式消除谐波IGBTs高频转换可达高频转换可达20 kHz实时控制算法实时控制算法迅速、准确迅速、准确 40us内响应负荷变化内响应负荷变化 全部响应时间为全部响应时间为8ms与与所有负载的特性兼容所有负载的特性兼容自动消除系统谐振自动消除系统谐振具有过载保护（自动限流方式）具有过载保护（自动限流方式）易于安装易于安装具有可扩展性，最多具有可扩展性，最多5台并联台并联符合符合IEEE 519(1992)标准标准UL和和CSA认证认证o功能效果功能效果AS off AS onOrder%I fund%I fundFund100.000%100.000%3 0.038%0.478%5 31.660%0.674%7 11.480%0.679%9 0.435%0.297%11 7.068%0.710%13 4.267%0.521%15 0.367%0.052%17 3.438%0.464%19 2.904%0.639%21 0.284%0.263%23 2.042%0.409%25 2.177%0.489%27 0.293%0.170%29 1.238%0.397%31 1.740%0.243%33 0.261%0.325%35 0.800%0.279%37 1.420%0.815%39 0.282%0.240%41 0.588%0.120%43 1.281%0.337%45 0.259%0.347%47 0.427%0.769%49 1.348%0.590%THD(I)35.28%2.67%谐波治理 能够帮助用户能够帮助用户 实现无功功率补偿，提高功率因数，实现无功功率补偿，提高功率因数，避免功率因数罚款 抑制或消除系统中的谐波污染抑制或消除系统中的谐波污染，减少设备损坏 提高系统 可靠性 降低无功和谐波的电能损耗 释放无功和谐波所占用的系统容量，提高系统容量的使用效率释放无功和谐波所占用的系统容量，提高系统容量的使用效率l谐波谐波治理综合效益治理综合效益成功案例 更多更多应用更多经验更客观 谢谢大家谢谢大家。