直流电源系统的电能质量治理与控制摘要：直流电源系统中产生的谐波不但危及电网及其他电力用户，而且也危及自身，在此对电网变电所直流电源系统现状进行了调查和研究，并对变电所直流电源系统存在的问题进行了分析，针对直流电源系统产生谐波的原因及对电网的干扰，提出通过安装电源净化滤波装置的手段，消除直流电源系统中的谐波电流，以达到降低谐波损耗，提高功率因数的目的。关键词：直流电源系统；电能质量治理；谐波；滤波装置中图分类号：TN911-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)24-0045-04QualityControlofElectricEnergyforDCPowerSystemLIWei，LIUXue(CollegeofElectronicandControlEngineering,Chang’anUniversity,Xi’an710062,China)Abstract：TheharmonicsgeneratedinDCpowersystemendangersnotonlythepowergridandotherpowerusers,butalsotheDCpowersystem.ThestatusquoofDCpowersysteminapowersubstationisinvestigated.TheproblemsexistingintheDCpowersystemareanalyzed.SincethereasonsthatDCpowersupplysystemgeneratesharmonicsanddisturbancetothepowergrid,anapproachtoremovetheharmoniccurrentintheDCpowersystemisproposedbyinstallingapowercleanfilteringdevicetoreduceharmoniclossandimprovepowerfactor.Keywords：DCpowersystem;powerqualitycontrol;harmonicinterference;filteringdevice0引言近年来，随着国网公司同业对标的开展和建设坚强电网的需要，直流电源系统正日益受到重视。在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。通常所说的供电系统中谐波是指一些频率为基波频率（在我国取工业用电频率50Hz为基波频率）整数倍的正弦波分量，又称为高次谐波［1］。在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备（又称为非线性负荷）供电的结果。这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。因此，谐波是电力质量的重要指标之一。目前直流用电量占总发电量的比重越来越大，特别是化工、治金企业中，整流装置经过晶闸管脉冲周期性关断和导通整流后，会产生高次谐波，这些高次谐波电流流向电网，会严重地影响电网的质量。为保证供电系统中所有的电气、电子设备都能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作，必须采取有力的措施，抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果［2-3］。1直流电源系统直流电源系统一般包括蓄电池组、硅整流器、绝缘监测装置、闪光装置、电压监察装置、直流母线、直流负荷等设备。直流电源系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故、设备损坏至关重要［4-5］。2电网谐波的危害谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。对具体设备的危害分析如下：(1)干扰通信设备、计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。(2)影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱(3)引起电气自动装置误动作，甚至发生严重事故(4)使电气设备过热，振动和噪声加大，加速绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁5)造成灯光亮度的波动(闪变)，影响工作效益(6)导致变压器、电动机和备用发电机的运行温度(K参数)严重升高。中性线上的过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高，造成绝缘损坏，而且会在三相变压器线圈中产生环流，导致变压器过热。无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热，谐波将导致严重过流。(7)电容器还会与电力系统中的电感性元件形成谐振电路，这将导致电容器两端的电压明显升高，引致严重故障。照明装置的启辉电容器对于由高频电流引起的过热也是十分敏感的，启辉电容器的频繁损坏显示了电网中存在谐波的影响。谐波还会引起配电线路的传输效率下降，损耗增大，并干扰电力载波通信系统的工作，如电能管理系统(EMS)和时钟系统。而且，谐...