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電能質(zhì)量
專家診治

把電能質(zhì)量問題交給領(lǐng)步400-056-5258

北京領(lǐng)步為您解析諧波對(duì)電氣系統(tǒng)的影響

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2023-07-16分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

近年來，電氣產(chǎn)品行業(yè)出于節(jié)能和生產(chǎn)的需要，積極運(yùn)用新技術(shù)，大量地應(yīng)用了可控硅變流裝置、變頻調(diào)速裝置等非線性負(fù)荷設(shè)備。其所產(chǎn)生的諧波問題直接影響到了公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量，已經(jīng)引起人們的廣泛重視。

什么是諧波
諧波是指對(duì)周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為諧波，而基波是指其頻率與工頻(50Hz)相同的分量。我們通常會(huì)說諧波就是由非線性負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生的工頻（50Hz）整倍數(shù)的波形，統(tǒng)稱為諧波。

諧波的影響
諧波對(duì)電網(wǎng)的影響
  1、造成電網(wǎng)的功率損耗增加、設(shè)備壽命縮短、接地保護(hù)功能失常、遙控功能失常、線路和設(shè)備過熱燈，特別是三次諧波會(huì)產(chǎn)生非常大的中性線電流，使得配電變壓器的零線電流甚至超過相線電流值，造成設(shè)備的不安全運(yùn)行。諧波對(duì)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性的影響還表現(xiàn)在可能引起電網(wǎng)發(fā)生諧振，使正常的供電中斷、事故擴(kuò)大、電網(wǎng)解裂等。
  2、引起變電站局部的并聯(lián)或串聯(lián)諧振，造成電壓互感器燈設(shè)備損壞；造成變電站系統(tǒng)中的設(shè)備和元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，引起電力變壓器、電力電纜、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備發(fā)熱，電容器損壞，并加速絕緣材料的老化；造成斷路器電弧熄滅時(shí)間的延長，影響斷路器的開斷容器；造成電子元器件的繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置誤動(dòng)作；影響電子儀表和通信系統(tǒng)的正常工作，降低通信質(zhì)量；增大附加磁場的干擾等。
諧波對(duì)用電安全的影響
  1、火災(zāi)影響。一些建筑物突發(fā)性火災(zāi)已被證明與電力諧波有關(guān)。目前，節(jié)能燈、調(diào)光器和電器設(shè)備中開關(guān)電源應(yīng)用的很普遍，本意是節(jié)能，但這些終端設(shè)備作為諧波源，對(duì)電網(wǎng)的危害很大。經(jīng)有關(guān)部門測(cè)定，應(yīng)用電器設(shè)備較多的酒店、商廈、網(wǎng)吧、計(jì)算機(jī)房、居民小區(qū)等，在沒有采取濾波等措施前，中性線電流都很大，有些甚至超過相電流，導(dǎo)致過熱成為形成火災(zāi)事故的重大隱患。
  2、設(shè)備影響。電能質(zhì)量的污染對(duì)繼電保護(hù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和精密制造業(yè)的精密機(jī)械或儀器等，都可能影響正常的運(yùn)行、操作，降低設(shè)備使用壽命，甚至引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作而形成不必要的事故，造成不同程度的影響和損害。
  3、通信影響。諧波是電網(wǎng)干擾通信的重要因素，主要通過靜電感應(yīng)（電容耦合，電壓作用）和電磁感應(yīng)（電流作用），在通信線路上產(chǎn)生聲頻干擾。諧波頻率高時(shí)，會(huì)發(fā)生雜音，在通信線路上引起音頻干擾，嚴(yán)重時(shí)還可能觸發(fā)電話鈴響。采用屏蔽電纜通信，雖可消除靜電感應(yīng)的影響，但不能消除電磁感應(yīng)的干擾。同時(shí)，對(duì)于存在多個(gè)中性點(diǎn)接地的配電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，零序電流將對(duì)利用大地作參考電位的通信系統(tǒng)，造成參考電位漂移而產(chǎn)生干擾。
諧波對(duì)各類電氣設(shè)備的影響
1、對(duì)電力電容器的影響。電網(wǎng)無功配置容量中電容器所占比例Z大，其中用戶電容器約占全部電容器的三分之二。這部分電容器的設(shè)計(jì)大多只考慮無功補(bǔ)償量，不考慮裝設(shè)點(diǎn)電能質(zhì)量的實(shí)際污染情況。因此，運(yùn)行點(diǎn)電能質(zhì)量指標(biāo)低時(shí)，常造成一些事故，如補(bǔ)償裝置投不上、電容器使用壽命降低、電容器保護(hù)熔絲熔斷，甚至發(fā)生串并聯(lián)諧振，引發(fā)電容器的諧波過電壓與過電流，導(dǎo)致電容器爆炸等。另外，用戶電容器的管理目前仍按平均功率因數(shù)進(jìn)行考核，電容器很少按電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況投切，甚至只投不切，無形中使電網(wǎng)電壓失去了應(yīng)有的調(diào)節(jié)裕度，使電壓偏差等電能質(zhì)量指標(biāo)難以控制。
  2、對(duì)變壓器的影響。諧波電流使變壓器的銅耗增加，引起局部過熱、振動(dòng)、噪聲增大、繞組附加發(fā)熱等。諧波電壓引起的附加損耗使變壓器的磁滯及渦流損耗增加，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏高或三相不對(duì)稱時(shí)，勵(lì)磁電流中的諧波分量增加，絕緣材料承受的電氣應(yīng)力增大，影響絕緣的局部放電和介質(zhì)增大。對(duì)三角形連接的繞組，零序性諧波在繞組內(nèi)形成換流，使繞組溫度升高。變壓器勵(lì)磁電流中含諧波電流，引起合閘涌流中諧波電流過大，這種諧波電流在發(fā)生諧振時(shí)的條件下對(duì)變壓器的安全運(yùn)行將造成威脅。
  3、對(duì)同步發(fā)電機(jī)的影響。用戶的負(fù)序電流和諧波電流注入系統(tǒng)內(nèi)的同步發(fā)動(dòng)機(jī)，將產(chǎn)生附加損耗，引起發(fā)電機(jī)局部發(fā)熱，降低絕緣強(qiáng)度。同時(shí)，由于輸出的電壓波形中產(chǎn)生附加諧波分量，使負(fù)載的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生扭振，降低其工作壽命。
  4、對(duì)斷路器的影響。諧波會(huì)使某些斷路器的磁吹線圈不能正常工作，斷路器的遮斷能力降低，不能遮斷波形畸變率超過一定限值的故障電流，對(duì)中壓斷路器截?cái)嚯姼须娏鲿r(shí)可能發(fā)生諧頻涌波電壓和重燃現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器觸頭燒損。
  5、對(duì)自動(dòng)控制裝置的影響。隨著數(shù)字控制技術(shù)的大規(guī)模使用，很多精密負(fù)載對(duì)受電電能質(zhì)量指標(biāo)提出了更高的要求。電能質(zhì)量污染對(duì)這類設(shè)備的危害主要有三個(gè)方面，即在設(shè)備的檢測(cè)模塊中引入畸變量、干擾正常的分析計(jì)算、導(dǎo)致錯(cuò)誤的輸出結(jié)果。另外還會(huì)對(duì)設(shè)備的硬件，如精密電機(jī)、開關(guān)電源等造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。干擾負(fù)載的保護(hù)回路，造成誤動(dòng)作等。

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