北京領步為您解析諧波對電氣系統(tǒng)的影響

返回列表來源：領步電能質量發(fā)布時間：2023-07-16分享加入收藏關注：-

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

什么是諧波
          諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數(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。我們通常會說諧波就是由非線性負載設備產(chǎn)生的工頻（50Hz）整倍數(shù)的波形，統(tǒng)稱為諧波。

諧波的影響
諧波對電網(wǎng)的影響
          1、造成電網(wǎng)的功率損耗增加、設備壽命縮短、接地保護功能失常、遙控功能失常、線路和設備過熱燈，特別是三次諧波會產(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，造成設備的不安全運行。諧波對電網(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備損壞；造成變電站系統(tǒng)中的設備和元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，引起電力變壓器、電力電纜、電動機等設備發(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或自動裝置誤動作；影響電子儀表和通信系統(tǒng)的正常工作，降低通信質量；增大附加磁場的干擾等。
諧波對用電安全的影響
          1、火災影響。一些建筑物突發(fā)性火災已被證明與電力諧波有關。目前，節(jié)能燈、調光器和電器設備中開關電源應用的很普遍，本意是節(jié)能，但這些終端設備作為諧波源，對電網(wǎng)的危害很大。經(jīng)有關部門測定，應用電器設備較多的酒店、商廈、網(wǎng)吧、計算機房、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，導致過熱成為形成火災事故的重大隱患。
          2、設備影響。電能質量的污染對繼電保護、計算機系統(tǒng)和精密制造業(yè)的精密機械或儀器等，都可能影響正常的運行、操作，降低設備使用壽命，甚至引起繼電保護誤動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（電容耦合，電壓作用）和電磁感應（電流作用），在通信線路上產(chǎn)生聲頻干擾。諧波頻率高時，會發(fā)生雜音，在通信線路上引起音頻干擾，嚴重時還可能觸發(fā)電話鈴響。采用屏蔽電纜通信，雖可消除靜電感應的影響，但不能消除電磁感應的干擾。同時，對于存在多個中性點接地的配電網(wǎng)絡，當三相負載不對稱時，零序電流將對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。
諧波對各類電氣設備的影響
          1、對電力電容器的影響。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。這部分電容器的設計大多只考慮無功補償量，不考慮裝設點電能質量的實際污染情況。因此，運行點電能質量指標低時，常造成一些事故，如補償裝置投不上、電容器使用壽命降低、電容器保護熔絲熔斷，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)進行考核，電容器很少按電網(wǎng)實際運行情況投切，甚至只投不切，無形中使電網(wǎng)電壓失去了應有的調節(jié)裕度，使電壓偏差等電能質量指標難以控制。
          2、對變壓器的影響。諧波電流使變壓器的銅耗增加，引起局部過熱、振動、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，當系統(tǒng)運行電壓偏高或三相不對稱時，勵磁電流中的諧波分量增加，絕緣材料承受的電氣應力增大，影響絕緣的局部放電和介質增大。對三角形連接的繞組，零序性諧波在繞組內形成換流，使繞組溫度升高。變壓器勵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)生諧振時的條件下對變壓器的安全運行將造成威脅。
          3、對同步發(fā)電機的影響。用戶的負序電流和諧波電流注入系統(tǒng)內的同步發(fā)動機，將產(chǎn)生附加損耗，引起發(fā)電機局部發(fā)熱，降低絕緣強度。同時，由于輸出的電壓波形中產(chǎn)生附加諧波分量，使負載的同步發(fā)電機轉子發(fā)生扭振，降低其工作壽命。
          4、對斷路器的影響。諧波會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，對中壓斷路器截斷電感電流時可能發(fā)生諧頻涌波電壓和重燃現(xiàn)象，導致斷路器觸頭燒損。
          5、對自動控制裝置的影響。隨著數(shù)字控制技術的大規(guī)模使用，很多精密負載對受電電能質量指標提出了更高的要求。電能質量污染對這類設備的危害主要有三個方面，即在設備的檢測模塊中引入畸變量、干擾正常的分析計算、導致錯誤的輸出結果。另外還會對設備的硬件，如精密電機、開關電源等造成不可逆轉的損壞。干擾負載的保護回路，造成誤動作等。

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