電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原囚主要有兩個方面:

   1)具有非線性特性的用電設備。這些設備即使供給它理想的正弦波電壓,它取用的電流也是非正弦的,即有諧波電流存在。其諧波含量決定于它本身的特性和工作狀況,基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無關,因而可看作諧波恒流源。這些用電設各產(chǎn)生的諧波電流注人電力系統(tǒng),使系統(tǒng)各處電壓產(chǎn)生諧波分量。這些設各主要有:換流設各、電氣化鐵道、電弧爐、熒光燈、家用電器以及各種電子節(jié)能控制設各等。隨著電力電子技術的發(fā)展,系統(tǒng)中大量采用晶閘管技術及其硅整流設備,大到直流輸電用的整流和逆變裝置,小到電視機電源、電池充電器等,這些裝置是非線性時變拓撲負荷,將在系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的諧波。

   2)含鐵心的大容量變壓器。變壓器勵磁回路實質(zhì)上就是具有鐵心線圈的電路,當鐵心飽和后,它就是非線性的,也會產(chǎn)生諧波電流,由于變壓器勵磁電流正、負半波關于橫軸對稱,所以只含有奇次諧波,且以3次為主。當三角形聯(lián)結(jié)時,3的倍數(shù)次諧波不會注入系統(tǒng),注人系統(tǒng)的諧波電流是6品±1(芘為正整數(shù))次諧波。當運行電壓偏高,鐵心飽和程度變深,又是輕負荷時期,則勵磁電流占總電流比例較大,這時對系統(tǒng)的諧波影響頗大。

    NUGs單相接地故障的暫態(tài)分析

    當發(fā)生單相接地故障時,接地電容電流的暫態(tài)分量可能較其穩(wěn)態(tài)值大很多倍。圖⒎10給出了NES單相接地故障時的暫態(tài)過程等效電路,用以分析暫態(tài)電容電流和暫態(tài)電感電流。圖⒎10中C表示電網(wǎng)的三相對地電容總和;LO表示二相線路和變壓器等在零序回路中的等值電感;R。表示零序回路中的等值電阻(包括故障點的接地電阻和導線

電阻和大地電阻);rE、L分別表示為消弧線圈的有功損耗電阻和電感;%為零序電壓。通過建立微分方程,考慮初始條件,經(jīng)拉氏變圖⒎10換等一系列的逯算可得暫態(tài)電容電流在一般情況下,由于電網(wǎng)中絕緣被擊穿而引起的接地故障,經(jīng)常發(fā)生在相電壓接近于最大值的瞬間,因此可以將暫態(tài)電容電流看成是如下兩個電流之和:①由于故障相電壓突然降低而引起的放電電容電流,它通過母線而流向故障點,放電電流衰減很快,其振蕩頻率高達數(shù)千赫,振蕩頻率主要決定于電網(wǎng)中線路的參數(shù)(RO和L。的數(shù)值)、故障點的位置以及過渡電阻的數(shù)值;②由非故障相電壓突然升高而引起的充電電容電流,它要通過電源而成回路,由于整個流通回路的電感增大,因此,充電電流衰減較慢,振蕩頻率也較低(僅為數(shù)百赫茲)。

    從上面的分析可知過渡過程中首半波的最大電流值為可見,jmax為最大電流和穩(wěn)態(tài)電容電流之比,近似等于共振頻率和工頻頻率之比,

它可能較穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍。對于中性點經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng),暫態(tài)電感電流的最大值應出現(xiàn)在接地故障發(fā)生在相電壓經(jīng)過零值的瞬間,而當故障發(fā)生在相電壓接近于最大值瞬間時暫態(tài)電容電流較暫態(tài)電感電流大很多。在同一電網(wǎng)中,不論中性點絕緣或是經(jīng)消弧線圈接地,在相電壓接近最大值發(fā)生故障的瞬間,其過渡過程是近似相同的。由于暫態(tài)電流的幅值和頻率主要是由暫態(tài)電容電流所確定的,從而NES的暫態(tài)電容電流分布與NUS的電容電流分布情況類似.