工业配电系统谐波产生的原因分析及抑制措施.docx

工业配电系统谐波产生的原因分析及抑制措施
工业配电系统谐波产生的原因分析及抑制措施
摘要：随着工业生产的不断发展，工业配电系统谐波问题愈发突出。谐波的产生原因主要包括非线性负荷设备、电力变压器饱和、电网运行条件等。针对这些原因，本文提出了一系列抑制措施，包括选择合适的负荷设备、改进电力变压器结构、优化电网运行条件等。通过论文的研究和实践，可以为工业配电系统谐波问题的解决提供参考。
一、引言
工业配电系统是工业生产必不可少的一部分，然而随着工业生产技术的不断发展，配电系统谐波问题逐渐凸显出来。谐波是指在一个周期内频率是整数倍关系的波形信号，它会对工业配电系统的正常运行和负荷设备的性能造成不利影响。因此，对工业配电系统谐波产生的原因进行分析，并提出相应的抑制措施，对于保证工业生产的稳定运行具有重要意义。
二、谐波产生原因分析
2.1非线性负荷设备
工业生产中常用的电子设备，如变频器、电力电子装置等，都属于非线性负荷设备，它们对电网产生大量的谐波。这是因为非线性负荷设备的工作原理决定了其电流和电压之间不再是简单的正弦关系，而是存在谐波分量。这些谐波分量会向电网注入电流谐波，导致电网电压出现畸变。
2.2电力变压器饱和
电力变压器属于工业配电系统中的重要组成部分，其工作状态直接影响到谐波的产生。电力变压器的磁环饱和会导致反馈到电网的谐波电流增大，引起电网电压的失真。饱和主要由于电力变压器中铁心磁通密度过高所致，这就要求选择合适的电力变压器结构和合理的运行方式，以减小磁通密度和磁场的非线性特性。
2.3电网运行条件
电网的运行条件也是谐波产生的重要原因。电网容量过大或过小、电源短路容量不足，以及电源的电压波动等都会引起谐波的增加。此外，就地接地方式和中性点接地方式的选择以及接地电感的参数设置都会对谐波产生影响。
三、谐波抑制措施
3.1选择合适的负荷设备
由于非线性负荷设备是谐波产生的主要原因之一，因此选择合适的负荷设备可以有效减少谐波的产生。一方面，可以选择具有良好电磁兼容性的负荷设备，它们能够减小对电网的谐波干扰；另一方面，可以选择具有谐波滤波器的负荷设备，在发电端加入相应的谐波滤波器，减小谐波分量的注入。
3.2改进电力变压器结构
针对电力变压器饱和造成的谐波产生，可以通过改进电力变压器的结构来减小磁通密度和磁场的非线性特性。一种常用的方法是采用铁心油浸式电力变压器，由于其冷却方式和结构特点，可以有效减小磁场的非线性特性，从而减少谐波产生。
3.3优化电网运行条件
针对电网运行条件引起的谐波产生，可以通过优化电网结构和运行方式来减小谐波的注入。一方面，可以合理配置电源容量，避免电源容量过大或过小引起的谐波增加；另一方面，可以选择合适的就地接地方式和中性点接地方式，并调整接地电感的参数设置，来改善电网的电气性能和避免谐波的产生。
四、实践案例
为了验证本文提出的谐波抑制措施的有效性，我们选择了一家工业企业作为实践案例进行研究。该企业的工业配电系统存在谐波干扰问题，通过对谐波产生原因的分析，我们提出了合适的抑制措施。
首先，我们从负荷设备方面进行了优化，选择了具有谐波滤波器的负荷设备，并对其进行了合理布置，减小了谐波分量的注入。
其次，我们对电力变压器进行了改进，采用了铁心油浸式电力变压器，有效减小了磁通密度和磁场的非线性特性，减少了谐波的产生。
最后，我们在电网运行条件方面进行了调整，优化了电网结构和运行方式，合理配置了电源容量，并进行了就地接地方式和中性点接地方式的选择，从而改善了电网的电气性能，减小了谐波的注入。
通过实践案例的研究，我们发现本文提出的抑制措施对于解决工业配电系统谐波问题具有一定的效果，提高了工业生产的稳定运行。
五、结论
本文从工业配电系统谐波问题的产生原因出发，分析了非线性负荷设备、电力变压器饱和和电网运行条件等因素对谐波产生的影响。针对这些原因，提出了选择合适的负荷设备、改进电力变压器结构和优化电网运行条件等一系列抑制措施。通过实践案例的研究，验证了本文提出的抑制措施的有效性，对于工业配电系统谐波问题的解决提供了参考。
参考文献：
[1]刘峰.工业电力谐波污染现状分析与对策探究[J].科技开发与创业,2018,18(17):77-78.
[2]张宇.谐波污染对工业电网稳定运行的影响及解决办法[J].电气现代化,2019(1):58-59.
[3]王云.工业配电谐波产生原因及改进措施[C].2017年工业控制与电气自动化国际会议,2017.
[4]殷丽丽.工业电网谐波产生原因分析与抑制措施[J].电器与能源,2020(5):59-60.