谐波在农村低压电网中的产生、影响与预防

谐波在农村低压电网中的产生、影响与预防

何忠

(江苏农垦南通电力公司,江苏南通226017)

摘要:随着电子技术的发展,越来越多的电子产品走进千家万户,其对电网产生的各种污染也与日俱增,尤其在农村地区;由于用户居住较分散,且部分劣质产品的使用,给农村电网造成较大的影响。

关键词:低压电网;谐波;影响

前言

我通过数年的检查、维护发现谐波在农村低压电网中的影响较为普遍。

1谐波在农村低压电网中的产生

最近,有一个用户反映:他家的节能灯、手机充电器经常损坏,电视机有很多干扰,是不是你们电力公司接错线了?我到现场后用示波表、数字万用表、钳形电流表对该用户的用电情况进行测试,结果发现:该用户不用电时电源电压的波形如图1所示,电压225V。

图1图2图3图4

当该用户给自己的电动自行车充电时电源电压的波形却如图2所示,充电电流1.5A,无漏电电流,电源电压在160V到280V之间波动(数字万用表显示)。很明显:电动自行车充电时,充电器对电源产生了干扰,形成了谐波。基波与谐波的关系如图3所示。

当此时用户使用1500W电水壶烧水时,电源电压的波形却如图4所示;可见,随着用电负荷的增加,电压的波形有所改善。

2谐波在农村低压电网中的影响

谐波在农村电网中的存在将产生如下的影响:首先,对计量电表的影响;我公司供电区域2002年农村电网改造时全部使用电子电能表,当时电能表内部的工作电源由电阻、电容串联降压回路取得,以江苏林洋电子有限公司的DDS71型电能表为例,如图5,选用220Ω、1W电阻与474J、300VACMPP电容串联组成回路,根据公式

图5

正常情况下,电阻上的电压为7.1V。在我们实际测量过程中,当有谐波时,电阻上电压可达100V以上,该电阻因承受不了过电压而烧坏,致使电能表无法工作。假定电压有效值不变,当电阻上的电压等于100V时

可见,电源的频率已发生了很大的改变。

其次,对用户家用电器的影响,用户的各种电子产品的充电器、节能灯因受影响而烧坏,电视机的信号受到严重干扰无法正常收看甚至损坏,电磁镇流器的日光灯亮度不够甚至熄灭,白炽灯出现闪烁等;还有就是对相邻用户的影响,当有一用户家有谐波产生时,对相邻的接在同一台变压器下的用户也将有影响。同一台片下,用户居住集中区影响较小,靠近的零散区影

3加强谐波在农村低压电网中预防措施

预防措施:首先,针对谐波影响电能表,我单位与电表厂家沟通,将电表的工作电源由电阻、电容串联降压提供改成由小型变压器提供,如图6,经过数年的使用,不再发现电表因谐波而烧坏。

图6

其次,加强对用户谐波源的查找。在我们查找的过程中,发现最多的是电动自行车充电器损坏引起的谐波;因为,此时的充电器虽然已经损坏,但是用户感觉还可以充电,就没有认识到充电器已经损坏;所以,当用户换上新的充电器时,谐波基本上就不存在了。查找谐波源我们使用的是示波表,条件不具备的情况下,可以利用三眼插头,将电容、电阻装进插头内自制谐波判断器;电容选择交流电压400V、容量1uf;电阻选择100Ω、功率2W;如图7所示。制作时,先将三眼插头的接地极取出,并将其内部铲平,便于放置电容,电阻放置在L极、N极下端,为防止有人误碰鳄鱼夹而触电,电阻的一端接N极,为防止内部短路,各引线应套蜡管。

图7

其原理是当频率升高时,容抗降低,导致电容、电阻回路总阻抗降低,回路电流升高,最终导致电阻两端电压升高。电路图如图8所示。

图8

在具体查找时,用鳄鱼夹夹住万用表的表棒,将自制插头插到用户家的插座上,然后将怀疑的设备插到插座上使用,同时注意观察万用表电压的变化,正常情况下,万用表电压在7V左右,当电压明显上升时,说明该设备存在故障,对电网电压波形产生了干扰;当电压上升很多时,应立即停用该设备,以免产生更大的危害;测试结束一定要用螺丝刀等对自制谐波判断器插头L极、N极进行短接放电,以免插头内电容放电伤人。

4结语

综上所述,在农村用电过程中要对用户进行用电知识的教育,通过现场测试、讲解使用户看到了谐波是怎样产生的,有何危害,如何防范,劝导用户使用正规厂家的电器产品,减少对自己、他人造成的财产损失;还有就是相邻用户接户线搭火时尽量不要在同一相电源上,尽量减少相互之间的伤害。

参考文献:

[1]汪金宝,蔡晓伟,毕建良.农村低压电网谐波治理[J].华北电力技术,2009(S1)

[2]谢睿.谐波对配电网并联电容器的影响与对策研究[D].湖北华中科技大学,2013:1-88

[3]袁瑞海.农村低压电网漏电保护配置研究[D].北京:华北电力大学,2014:1-103

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