电网中的干扰源
口琴
高次谐波(倍数)是频率与基频相差整数倍的正弦电压或电流。
由于网络中存在具有非线性电流-电压特性的元件或设备,会出现电压和电流的谐波失真。谐波干扰的主要来源是转换器和整流器、感应炉和电弧炉、荧光灯。电视机是家用设备中最常见的谐波干扰源。电力系统的设备也会产生一定程度的谐波干扰:旋转电机、变压器。然而,通常这些来源不是主要来源。
多次谐波的主要来源有:静态变频器、循环变频器、异步电动机、电焊机、电弧炉、叠加工频电流控制系统。
静态变频器由一个 AC-to-DC 整流器和一个具有所需频率的 DC-to-AC 转换器组成。直流电压由转换器的输出频率调制,导致输入电流中出现多次谐波。
静态变频器主要用于变速电机,其应用正在迅速发展。容量高达几十千瓦的发动机直接连接到低压网络,更强大的发动机通过自己的变压器连接到中压网络。具有不同特性的静态变频器有多种实施方案。多次谐波的频率取决于转换器的输出频率和脉冲频率。类似的转换器也用于以中频运行的熔炉。
交波转换器是大功率(几兆瓦)三相转换器,可将三相电流从原始频率转换为降低频率(通常小于 15 Hz)的三相或单相电流,用于为低速, 大功率电机。它们由两个可控整流器组成,它们在一个方向或另一个方向上交替传导电流。在极少数情况下使用循环转换器。间谐波电流达到基频电流的8-10%。由于循环换流器功率大,它们连接到具有高短路功率的网络,因此间谐波电压很低。在瑞士的两个这样的装置中进行的测量表明,它们在 50 和 220 kV 网络中的值不超过标称电压的 0.1%。
在某些情况下,感应电机会由于定子和转子之间的间隙而产生间谐波,尤其是在与钢饱和相结合的情况下。在正常转子速度下,间谐波频率在 500-2000 Hz 范围内,但当发动机启动时,它们“通过”整个频率范围达到稳态值。当安装在长低压线路(超过 1 公里)的末端时,来自电机的干扰可能会很大。在这些情况下测得的间谐波高达 1%。
焊机和电弧炉会产生范围广泛且连续的谐波。变流器设备产生的谐波和间谐波的频率。
电压偏差
电压偏差是由白天用户负载的变化和电压调节装置(带有负载开关的变压器)的相应操作引起的。
电压波动
电压波动是一系列的随机或随机变化。周期性的。
电压波动是由能量消耗急剧变化的电力接收器的操作引起的,并且发生在以下设备的操作过程中:焊接和弧焊机、轧机、可变负载的大功率电机、用于生产的电弧炉钢。切换负载和电气设备(例如:电容器组)时,也会发生电压突然变化。
短期电压下降
短期电压骤降是在几个基频周期到几个电角度的时间间隔后恢复的意外电压降。
短期电压降是由与短路相关的电源系统中的开关过程以及启动强大的电机引起的。电力系统运行消除短路的自动化操作引起的此类故障有一定数量是无法排除的,用户应考虑到这一点。
电压脉冲
电压脉冲的来源是网络、电力系统和雷暴中的开关操作。
三相电压系统不平衡
如果相或相电压的幅值不相等或它们之间的位移角不等于 120 el,则会出现三相电压系统的不对称性。冰雹。
造成三相电压系统不对称的原因有以下三种:未进行导线换位或使用延长换位周期导致架空线路参数不对称。这个因素主要表现在高压线上;由于相位之间的不均匀分布(系统不对称)或操作的非同时性(概率不对称)导致的相位负载不平等; — 电力线的非相位模式(由于损坏导致其中一相中断后)。
由电源线参数不对称引起的电压不平衡程度通常很小(可达1%)。最显着的不对称发生在电力线以不完全相位模式运行时,但这种模式非常罕见。因此,不平衡的最常见的主要原因是网络负载。
在工业网络中,不对称的来源可能是:强大的单相负载、感应熔炼和加热炉、焊接装置、电渣熔炼炉;长期以非对称模式运行的三相电接收器,电弧炼钢炉。
频偏
频率偏差的发生是由于发电机发电的功率与消耗的负载之间的不匹配。当发电机功率超过负载功率时,发电机转速增加,频率按比例增加。负载消耗的功率也随之增加;在某个频率值下,产生的功率和消耗的功率之间会出现平衡。如果负载功率超过发电机功率,则会观察到类似的频率降低模式。