简述谐波对电力系统的危害

电力系统谐波的危害和治理

【摘要】

随着电力电子装置的应用日益广泛, 电网中的谐波污染也日益严重，已经引起了相关部门的关注，为了整个供电系统的供电质量，必须对谐波进行有效的检测和治理。

【关键词】电力电子技术 谐波 治理

【正文】随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。

一 何为谐波

在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次

电力系统振荡的原因及危害

1 前言

XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂，它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点，经三条500KV线路向系统送电，地处京津唐负荷中心，对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组，其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。

根据国家十五计划实现全国联网的要求，华北电网规定，新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行，为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求，2003年6月18日，在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。

2 低频振荡产生原因分析及危害性

电力系统低频振荡在国内外均有发生，通常出现在远距离、重负荷输电线路上，或者互联系统的弱联络线上，在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随着电力电子技术的快速发展，快速励磁调节器的时间常数大为减少，这有效地改善了电压调节特性，提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值，抵消了系统本身所固有的正阻尼，使系统的总阻尼减少或成

1、电力系统由哪些主要部分组成？各部分的作用是什么？

答：发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。其中发电机为生产电能设备。变压器、电力线路为变压输送分配电能设备，用电设备为耗能设备。

2、电能生产的主要特点有哪些？

答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。 3、对电力系统运行的基本要求是什么？

答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。

4、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？

答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成

习题一答案

一、 填空题： 1、电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。 2、变电所的功能是接受电能、变换电压和分配电能。

3、电力线路的作用是将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。

4、对工厂供配电的基本要求是安全、可靠、优质、经济。

5、中性点的运行方式有中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统三种。

6、电能的质量是指电压、频率和正弦波形三项指标。 二、 简答题：

1、什么叫电压偏移?如何计算电压偏移?

电压偏移指电压偏离额定电压的幅度，即电压偏差。一般以百分数表示，即：ΔV％=[（U-UN）/UN]×100%

2、发电机、用电设备和变压器三者的额定电压是如何规定的?为什么?

额定电压是国家根据国民经济发展的需要，经全面技术经济分析后确定的。发电、变电、供电、用电设备的额定电压不尽相同。用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压；发电机的额定电压较电力线路额定电压高5％；变压器一次绕组额定电压等于发电机额定电压(升压变压器)或电力线路额定电压(降压变压器)，二次绕组额定电压较电力线路额定电压高10％或5％(视线路电压等级或线路长度而定)。

三、计算题：

1、

《电力系统分析》

第一章 电力系统的基本概念 一．基本概念

二．电力系统的结线方式 三．电压等级及适用范围

四．电力系统中性点的运行方式

一．基本概念

电力系统——是由发电厂、输电线、配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

总装机容量——指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。 一．基本概念

年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

最大负荷——指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。 一．基本概念

额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。 最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。 按对供电可靠性的要求将负荷分为三级

一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。 三

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1 题目 中性点不接地系统发生单相接地时应如何处理？

1 答案 中性点不接地系统发生单相接地时不必停电，应尽快找出故障点，排除故 1 障或将故障线路切除。如果寻找和排除故障的时间将超过二小时，必须考虑停 1 电处理，并提早通知用户。

2 TM 小接地短路电流系统发生单相接地时，由Ｙ，ｄｎ0接线、变比为10／0.4kV的 2 TM 配电变压器供电的用户为什么不知道系统发生单相接地？

2 因为用户承受的电压是由Ｙ，ｄｎ0配电变压器的低压侧供给的， 侧 2 各相电压决定于高压Ｙ侧各相绕组的电压，而Ｙ侧各相绕组的电压决定于系统 2 提供的线电压。当正常工作情况时，系统提供的线电压对称，Ｙ侧各相绕组承 2 受了对称的相对系统中性点电压，并等于相对地电压，故侧各相电压及线电 2 压对称，负荷正常工作；当系统发生单相接地，虽然各相的对地电压发生了变 2 化，但系统提供的线电压仍然维持不变，Ｙ侧各相绕组由于本

电力电子与电力传动

一、学科概况

电力电子与电力传动是一个与电能的变换与控制密切相关的应用基础学科。它是近年来发展较快的交叉学科。它综合了电能变换、电磁理论、控制理论、电子技术、计算机等学科的知识。它以控制理论为基础，运用计算机、数字信号处理器和微电子技术为手段，控制电力半导体器件开关来实现电能的变换，达到不同的使用目的。目前，电力电子技术已经广泛应用于工业生产中，如高效率、高质量的电源技术，电机传动调速系统、电力系统电能质量控制、新型直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子与电子传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。 在电气工程学科下，我校有电力电子与电力传动、电力系统及其自动化两个二级学科硕士点。本学科主要从事大功率整流、变流、逆变装置，电机传动装置以及与上述装置有关的控制理论和技术，故障检测、保护、仿真技术等方面的教学和研究。本学科现有教授6人，副教授14人。

学科专业研究方向

1.电力电子技术在电力系统中的应用

研究电力电子技术在电力系统中的应用。应用现代电力电子技术和控制技术实现电能质量控制，包括电力系统无功补偿、电力系统有源滤波技术和瞬

2011年1月 第26卷第1期

电 工 技 术 学 报

TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY

Vol.26 No. 1

Jan. 2011

基于最优窗Burg算法的电力系统

间谐波谱估计

李 明 王晓茹

（西南交通大学电气工程学院 成都 610031）

摘要 Burg算法适合于电力系统间谐波谱估计，但存在谱峰偏移和谱线分裂的缺点，影响其谱估计效果。本文在误差分析的基础上提出了基于最优窗Burg算法的间谐波谱估计新方法。首先通过在平均频率误差方差最小的意义下来获得最优窗，再将加窗后的预测误差平均功率最小化来求取反射系数，最终求得信号的功率谱。仿真结果表明，与传统的Burg算法和汉明窗Burg算法相比，最优窗Burg算法具有更好的谱估计性能。并且，由于采用Levinson递推，其计算复杂度明显低于特征值法。该方法可应用于电力系统间谐波谱估计。

关键词：电能质量 最优窗Burg算法 间谐波 电力系统 中图分类号：TM711

Inter-Harmonic Spectral Estimation in Power System Based on the Optimal Window Burg A

中性点直接接地的系统，发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统称为大电流接地系统。一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。

中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统

在中性点非直接接地电网中通常有以下三种方式：即中性点不接地方式、经消弧线圈接地方式、经电阻接地方式。此类系统在发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压基本保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许再继续运行1～2小时，而不必立即跳闸，这是采用中性点非直接接地运行的主要优点，但是在单相接地后，其他两相的对地电压要升高倍，对设备的绝缘造成了威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起全系统过电压。为了防止故障的进一步扩大，应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。

因此，在单相接地时，一般只要求选择性地发出信号，而不必跳闸。但当单相接地对人身和设备的安全有危险时，则应动作于跳闸。 另外一种情况是，当中性点非直接接地系统发生单相接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对

1-1、电力系统和电力网的含义是什么？ 答：电力系统指生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。一般电力系统就是由发电设备、输电设备、配电设备及用电设备所组成的统一体。

电力系统中，由各种电压等级的电力线路及升降压变压器等变换、输送、分配电能设备所组成的部分称电力网络。

1-2、 电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？

答：电力系统接线图分为地理接线图和电气接线图。

地理接线图是按比例显示该系统中各发电厂和变电所的相对地理位置，反映各条电力线路按一定比例的路径，以及它们相互间的联络。因此，由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。但由于地理接线图上难以表示各主要电机、电器之间的联系，对该系统的进一步了解。还需阅读其电气接线图。 电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电力元件之间的电气接线。但电气接线图上难以反映各发电厂、变电所的相对位置，所以阅读电气接线图时，又常需参考地理接线图。 1-3、 对电力系统运行的基本要求是什么？

答：对电力系统运行通常有如下三点基本要求:1）保证可靠地持续供电；2）保证良