对于谐波分量而言,隐极机优于凸极机,但随着科技进步,可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入,使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的 10%以上时, 由于电机的磁饱和,会使电压的三次谐波明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压 10%以上时,也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。由于电网电压偏移在±7%以下,所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小,比国家的考核标准低的多,因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。
为此,影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备,也就是说非线性用电设备是主要的谐波源,非线性用电设备主要有以下四大类:
· 电弧加热设备: 如电弧炉、 电焊机等。
· 交流整流的直流用电设备: 如电力机车、 电解、 电镀等。
· 交流整流再逆变用电设备: 如变频调速、 变频空调等。
· 开关电源设备: 如中频炉、 彩色电视机、 电脑、 电子整流器等。
这些用电设备都是非线性用电设备, 但它们产生的谐波各不相同, 具体举例分析如下:
电弧加热设备是由于电弧在 70 伏以上才会起弧,才会有弧电流,并且灭弧电压略低于起弧电压,造成弧电流与弧电压的非线性。此外,弧电流的波形还有一定的非对称性。正是由于弧电流是非正弦波,造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大,而且多为 18 次以下的低次谐波污染。其实电焊机在上世纪四、 五十年代已广泛应用。 由于当时电弧加热设备量少, 电焊机应用的同时率就更小了 ,对整个电网的影响比较小, 但在当时已发现在烧电焊时,局部低压电网的电压和电流变化很大, 有较大的谐波影响。
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