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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？(一)

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3

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。制定諧波治理的措施，首先就要了解諧波電流的危害，它的主要危害主要有7個方面,本文將先為您首先詳細(xì)講述其中的三項(xiàng)！

第一：導(dǎo)致電纜過熱

諧波電流流過電纜時，會導(dǎo)致電纜過熱。造成這種現(xiàn)象的原因是交流電流的趨膚效應(yīng)。

趨膚效應(yīng)是交流電流流過導(dǎo)體時，向?qū)w的表面集中的一種物理現(xiàn)象，電流的頻率越高，電流越向?qū)w表面集中。由于趨膚效應(yīng)，當(dāng)頻率較高的諧波電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體的有效截面積小于導(dǎo)體的實(shí)際截面積。截面積小，意味著有更大的電阻，也就意味著會產(chǎn)生更大的熱量。當(dāng)頻率較高的諧波電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體呈現(xiàn)的電阻比基波電流要大，因此同樣幅度的諧波電流比基波電流產(chǎn)生更大的熱量。導(dǎo)體損耗與諧波畸變率的關(guān)系如圖1所示。

專家講堂-文章插圖1

圖1 銅線損耗與諧波畸變率的關(guān)系

對于諧波電流產(chǎn)生更大熱量的問題必須重視。因?yàn)槲覀冊谶M(jìn)行線路設(shè)計(jì)時，導(dǎo)體的截面積是按照基波頻率設(shè)計(jì)的，而當(dāng)這些導(dǎo)體中流過諧波電流時，呈現(xiàn)更大的電流密度，導(dǎo)致更大的電阻損耗（I2R），從而導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱。導(dǎo)體過熱會導(dǎo)致電纜早期老化、甚至誘發(fā)火災(zāi)。

第二：導(dǎo)致變壓器過熱

諧波電流流過變壓器時，會導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生額外的熱量，使變壓器在沒有達(dá)到額定功率時便出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器的實(shí)際容量降低。在工業(yè)上，一些變壓器的負(fù)荷主要是變頻器、中頻爐等諧波源設(shè)備，這時，發(fā)現(xiàn)變壓器僅僅達(dá)到50%負(fù)荷時，就溫度過高。在商業(yè)上，隨著一些建筑物中的節(jié)能燈、以PC機(jī)為代表的信息設(shè)備等非線性負(fù)荷增加，變壓器過熱的現(xiàn)象也十分常見。

過高的溫度會縮短變壓器的壽命。為了避免變壓器過熱，當(dāng)負(fù)載是諧波源時，必須升額選用變壓器（使變壓器不工作在額定功率下）。一種專門用于諧波條件下的變壓器稱為k等級變壓器，這種變壓器的繞組和鐵心都按照更大功率的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠承受諧波電流產(chǎn)生的額外的熱量。

諧波電流造成變壓器過熱的原因是諧波電流增加了線圈繞組的電阻損耗（稱為銅損）和鐵心的損耗（稱為鐵損）。諧波電流導(dǎo)致導(dǎo)線產(chǎn)生更大的損耗的原因是趨膚效應(yīng)。

諧波電流導(dǎo)致鐵心損耗增加的原因是鐵心的渦流損耗和磁滯損耗。渦流損耗的含義是，線圈產(chǎn)生的交流磁場在鐵心上感應(yīng)出電流，電流在鐵心的電阻上發(fā)熱而產(chǎn)生的能量損耗。電磁爐就是利用這個原理。另一個是磁滯損耗，它是鐵心內(nèi)部的磁疇在磁場作用下不斷翻轉(zhuǎn)消耗的能量。

這兩部分損耗都與頻率有關(guān)，頻率越高，損耗越大。

第三：導(dǎo)致變無功補(bǔ)償裝置損壞

諧波電流對無功補(bǔ)償與濾波裝置的影響也很常見，這實(shí)際已經(jīng)成為企業(yè)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造中不可回避的問題。節(jié)能改造中大量使用變頻器，而變頻器產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流。這些諧波電流對原來的無功補(bǔ)償裝置造成了不同程度的損壞，常見的現(xiàn)象包括：

無功補(bǔ)償裝置不能投切：這一般發(fā)生在無功補(bǔ)償控制器中包含諧波保護(hù)裝置的場合，當(dāng)檢測到諧波電流過大時，裝置進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，同時會顯示諧波過大的提示信息；

無功補(bǔ)償裝置中的保險(xiǎn)絲燒斷：這是流過補(bǔ)償裝置的電流過大導(dǎo)致的；

無功補(bǔ)償裝置中的電容炸裂：這是流過補(bǔ)償電容的電流過大，導(dǎo)致電容過熱引起的。

有時，不僅無出現(xiàn)故障，甚至變壓器也會遭到損壞。諧波電流造成這些危害的根本原因是諧波電流在無功補(bǔ)償裝置與變壓器構(gòu)成的回路中發(fā)生了LC并聯(lián)諧振。LC并聯(lián)諧振會導(dǎo)致電流放大，燒毀無功補(bǔ)償裝置。

除了上述三項(xiàng)，還有另外四個主要的危害，下文中我們將為您詳細(xì)講述！15年來北京領(lǐng)步電能始終專注于“諧波干擾危害治理”“特殊無功補(bǔ)償”兩方面進(jìn)行辛勤耕耘與技術(shù)積累，“專注成就品質(zhì)，質(zhì)量鑄就品牌”，為各類諧波治理用戶提供“24小時技術(shù)咨詢”“免費(fèi)檢測分析”“方案設(shè)計(jì)與性價(jià)比評估”，了解更多諧波治理的措施或無功補(bǔ)償與濾波裝置，歡迎點(diǎn)擊我們的在線客服進(jìn)行咨詢，或者直接撥打全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258，我們期待您的來電！