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電能質(zhì)量
專家診治

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諧波電流的危害有哪些？(二)

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2015-12-08分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂2

諧波電流是一切諧波問題的根源，諧波電壓也是由于諧波電流導(dǎo)致的。因此，一般在研究諧波導(dǎo)致的危害時，主要指諧波電流的危害。在制定諧波治理的措施前，我們需要先了解諧波電流的危害主要有7個方面, 前文中我們已經(jīng)為您講解了其中三項，接下來我們將為您詳述其余的四項！

第一：三次諧波的特殊危害

在處理諧波問題時，三次諧波電流需要引起特別的關(guān)注。三次諧波電流之所以危害很大，是因為三次諧波電流在中線上疊加，會導(dǎo)致中線電流過大，造成火災(zāi)隱患。

圖2是三次諧波導(dǎo)致零線過熱的情況。實際上，20年前，個人計算機(jī)剛開始普及的時候，在歐美發(fā)達(dá)國家，很多建筑物中的火災(zāi)是中線過熱導(dǎo)致的?，F(xiàn)在，歐美國家對電子設(shè)備的三次諧波電流進(jìn)行了嚴(yán)格限制，并在工程中特別關(guān)注，中線過熱的現(xiàn)象已經(jīng)很少見到。
專家講堂-文章配圖2

圖2 三次諧波電流導(dǎo)致零線過熱

零線上的電流過大之所以危害極大，是因為零線上沒有保護(hù)裝置。配電線路的保護(hù)裝置一般安裝在相線上，因此，相線上一旦出現(xiàn)過大的電流，保護(hù)裝置會動作，避免線路過熱。而零線上沒有保護(hù)裝置，電流過大時，只能任其過熱。

三次諧波電流本身并不可怕，可怕的是幾乎所有的人還沒有認(rèn)識到這種危害，因此沒有防范措施，從設(shè)計開始就埋下了了隱患

第二：對其他電子設(shè)備的不良影響

諧波電流對其他電子造成不良影響的現(xiàn)象越來越多。這主要是因為現(xiàn)代電子設(shè)備對電能質(zhì)量的要求越來越高，當(dāng)電源電壓中包含較多的諧波電壓成分是，電路會受到不良影響。

我們需要理解的是，諧波電流本身并不會對其他設(shè)備產(chǎn)生影響，我們所講的諧波對其他設(shè)備的影響，是通過諧波電壓產(chǎn)生的。也就使，諧波電流流過系統(tǒng)阻抗時，產(chǎn)生了諧波電壓，諧波電壓對電子設(shè)備產(chǎn)生了不良影響。

諧波電壓造成的不良影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、數(shù)字控制設(shè)備，PLC、數(shù)控機(jī)床等，發(fā)生誤動作；

2、信號采集系統(tǒng)、測量儀器等的精度降低；

3、電動機(jī)發(fā)生抖動、過熱。

第三：導(dǎo)致意外跳閘

諧波電流導(dǎo)致的一個典型故障現(xiàn)象是意外跳閘，也就是電路的負(fù)荷遠(yuǎn)沒有達(dá)到額定負(fù)荷的狀態(tài)下，電路保護(hù)裝置就會動作。

諧波電流導(dǎo)致電路保護(hù)裝置意外動作的機(jī)理取決于電路保護(hù)裝置工作原理。由于電路保護(hù)裝置的種類繁多，工作原理各異，深入分析他們誤動作的機(jī)理超出了本講堂的范圍，下面列出一些原因供讀者參考。

單相電路跳閘的原因大多是因為電流峰值過大，導(dǎo)致電路的保護(hù)裝置動作。通過前面的分析可知，單相整流電路的電流波形為脈沖波形。由于電流持續(xù)時間短，要輸出同樣的功率，脈沖電流的幅度就必須高。換個表述方式，脈沖電流要提供與正弦波電流同樣的功率，或者說，脈沖電流要具有與正弦波電流同樣的有效值，則脈沖電流的峰值要遠(yuǎn)高于正弦波電流的峰值才行，具體高出多少與整流電路中的濾波電容的大小、負(fù)載的大小等因素有關(guān)，大約在2~3倍。如果電路保護(hù)裝置是通過檢測峰值電流來動作的，就會出現(xiàn)誤動作。

當(dāng)電路保護(hù)裝置的觸發(fā)條件中包含負(fù)序電流時，如果電流中包含較大的負(fù)序諧波電流成份（例如5次諧波電流），電路保護(hù)裝置可能會被觸發(fā)。

第四：導(dǎo)致額外的能量損失

諧波電流導(dǎo)致額外的電能消耗主要體現(xiàn)在兩個方面：無功功率和電阻損耗。

功率等于電壓和電流的乘積。只有當(dāng)電壓與電流同頻、同相時，也就是電壓與電流具有相同的頻率與相同的相位時，產(chǎn)生的功率才是有功功率。諧波電流與基波電壓的頻率不同，因此產(chǎn)生的功率是無功功率。

諧波電流流過變壓器、電纜是要增加發(fā)熱的，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換定律，這部分熱能肯定也是來自發(fā)電廠。因此，如果減小了諧波電流導(dǎo)致的各種發(fā)熱，也就是節(jié)省了能量。

由于大量使用電力電子設(shè)備，變頻器，中頻爐等，諧波電流的危害已經(jīng)成為最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題。有效的諧波治理的措施就是在諧波源的位置消除諧波電流。這時，上述7個方面的問題都迎刃而解。如果限于條件，只能在母線上采取措施，則有些故障現(xiàn)象可能不會消失。

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