高調波は電力システム内でどのように生成されるのか

電力系統の高調波は電気機器、つまり発電設備や電気機器から発生します。

1.高調波発生源 (電力供給端の高調波発生源は、一般に、公共送電網に高調波電流を注入するか、公共送電網に高調波電圧を生成する電気機器を指します)。一部の非線形デバイスは、グリッド内で動作するときに高調波を生成します。たとえば、単相整流器、電気アーク炉、整流器、インバータ、周波数変換器、アーク溶接機、誘導加熱装置、磁気飽和を伴う電気機械機器などです。電気機器、特に整流サイリスタ機器によって生成される高調波は、一般的に次のような用途に使用されます。電気機関車、Lu電解装置、スイッチング電源などに幅広く使用されています。ほとんどの整流サイリスタ装置は位相シフト制御を採用しているため、電力網に多くの高調波が残ります。技術データ統計によると、整流器デバイスによって生成される高調波は全高調波の 40% を占め、通常、最大の高調波発生源として認識されています。周波数変換装置は一般に位相制御を採用しているため、生成される高調波はより複雑になり、通常は整数高調波や分数高調波が含まれます。周波数変換装置の出力が大きいため、生成される高調波成分も増加します。家庭用電気機器と同様に、そのほとんどには電圧調整および整流装置が搭載されているため、より深い基本高調波も生成されます。同時に不平衡電流の変化により波形も変化します。家電製品の数が多いため、発生する高調波の総量も非常に多くなります。その多くはパワーエレクトロニクス部品をベースとしたスイッチング電源装置です。

2. 送配電システム自体も高調波を生成します。高調波の主な発生源は電源トランスです。トランスコアの飽和により、励磁電流はピーク波形、つまり奇数高調波を示します。変圧器コアの飽和が高くなるほど、高調波電流が大きくなり、生成される高調波成分も多くなります。強磁性飽和特性を持つ鉄心デバイスに属します。

3. 発電源は、発電機セットの三相巻線の組立・製造技術上、完全な対称性を実現することが難しく、発電機の鉄心の品質や質感等を完全に均一にすることはできません。その結果、生成される電力の品質が向上します。高くないため、高調波が発生します。

4. ガス放電電気光源。たとえば、蛍光灯、高圧ナトリウム ランプ、メタルハライド ランプなども、重大な非線形性があるため、電力網に奇数高調波電流を発生させます。非線形特性の強いアークを作動媒体とする装置に属します。

電力システム内の高調波を制限するため。通常、コンバータ装置のパルス数を増やしたり、ACフィルタを設置したりします。高調波管理を強化します。宏岩電機が製造する高・低圧無効電力補償装置、高・低圧集積コンデンサ補償装置、高・低圧無効電力ダイナミック・スタティックフィルタ補償装置はすべて、高調波ハザードを低減するための非常に信頼性の高い装置です。