諧波對電力系統(tǒng)設(shè)備的影響

1、諧波對電力系統(tǒng)設(shè)備的影響諧波對電力系統(tǒng)設(shè)備的影響一、諧波對電力變壓器的哪些影響？1 、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。2 、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 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(yīng)力增大，影響絕緣的局部放電的介質(zhì)增大。對三角形連接的繞組，零序性 諧波在繞組內(nèi)形成環(huán)流，使繞組溫度升高。3 、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。二、諧波對電力避雷器有哪些影響？變電站大容量，高電壓的變壓器由于合

2、閘涌流的過程時間比較長，能夠延 續(xù)數(shù)秒或更長的時間，有時還會引起諧振過電壓，并使相關(guān)避雷器的放電時間 過長而受到損壞。這一問題對選擇保護高壓濾波器中電感或電容用的避雷器參 數(shù)帶來較大的困難。三、諧波對輸電線路有哪些影響？1 、諧波污染增加了輸電線路的損耗。輸電線路中的諧波電流加上集膚效 應(yīng)的影響將產(chǎn)生附加損耗，使得輸電線路損耗增加。特別是在電力系統(tǒng)三相不 對稱運行時，對中性點直接接地的供電系統(tǒng)線損的增加龍為顯著。2 、諧波污染增大了中性線電流，弓I起中性點漂移。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中， 零序電流的零序的諧波電流（3次、6次、9次）不僅會引起中性線電流大大 增加，造成過負荷發(fā)熱，使損耗增加，而且產(chǎn)生壓

3、降，引起零電位漂移降低了 供電的電能質(zhì)量。四、諧波對電力電容器有哪些影響當(dāng)配電系統(tǒng)非線性用電負荷比重較大，并聯(lián)電容器組投入時，一方面由于 電容器組的諧波阻抗小，注入電容器組的諧波電流大，使電容器負荷而嚴(yán)重影 響其使用壽命，另一方面當(dāng)電容器組的諧波容抗與系統(tǒng)等效諧波感抗相等而發(fā) 生諧振時，引起電容器諧波電流嚴(yán)重放大使電容器過熱而損壞。因此，電壓諧波和電流諧波超標(biāo)都會使電容器的工作電流增大日出現(xiàn)異常， 例如：對于常用自愈試并聯(lián)電容器，其允許過電流倍數(shù)是1.3倍頻定電流，當(dāng)電容器的電流超過這一限值時，將會造成損壞事故。同時，諧波使工頻正弦波 形發(fā)生畸變，產(chǎn)生鋸齒狀尖頂波，易在絕緣介質(zhì)中引發(fā)局部放電，

4、長時間的局 部放電也會加速絕緣介質(zhì)的老化，自愈性能下降，而容易導(dǎo)致電容器損壞。五、諧波對電力電纜有哪些影響？諧波污染將會使電纜的介質(zhì)損耗，輸電損耗增大，泄漏電流上升，溫升增 大及干式電纜的局部放電增加，引起單相接地故障的可能性增加。由于電力電纜的分布電容對諧波電流有放大作用，在系統(tǒng)負荷低谷時，系 統(tǒng)電壓上升，諧波電壓也相應(yīng)升高。電纜的額定電壓等級越高，諧波引起電纜 介質(zhì)不穩(wěn)定的危險性越大，更容易發(fā)生故障。六、諧波對電力系統(tǒng)其他運行設(shè)備有哪些影響 ？1 、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(nèi)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

5、波形中產(chǎn)生附加諧波分量，使負載的同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生扭振，降 低其工作壽命。2 、對斷路器的影響：諧波會使些斷路器的磁吸線圈不能工作，斷路器的 遮斷能力降低，不能遮斷波形畸變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)生諧頻涌波電壓的重燃現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器觸頭燒損。3 、對消弧線圈的影響：當(dāng)電網(wǎng)諧波成分較大時，發(fā)生單相接地故障，消 弧線圈電感電流將可能不起作用，在接地點得不到的補償，從而引發(fā)系統(tǒng)故障 擴大4 、對載波通信的影響：高諧波含量對電力載波通信的干擾主要表現(xiàn)在語音通信過程中產(chǎn)生噪聲，數(shù)據(jù)傳輸失真，降低EMS DAS實時數(shù)據(jù)的真實可靠性, 造成集中抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)出錯等故障。七、

6、諧波對繼電保護及自動裝置有哪些影響 ？1 、對繼電保護及自動裝置運行環(huán)境的影響(1) 在諧波嚴(yán)重超標(biāo)的電弧爐負荷，電氣化鐵路等諧波含量大的局部電網(wǎng) 中會受到影響。(2) 頻繁出現(xiàn)變壓器嚴(yán)重涌流且涌流衰減緩慢的變電站會受到涌流產(chǎn)生諧 波的干擾。(3) 在系統(tǒng)因短路容量太小而可能出現(xiàn)較大諧波電壓影響的場所會受到影 響。(4) 在易發(fā)生諧波諧振的配電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、變電站網(wǎng)架附近會受到影 響。(5) 在諧波受到電容器組或其他原因而被放大嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)附近會受到影響。2 、繼電保護及自動裝置利用的啟動量小利用負序電流或電壓，零序電流或電壓，差動電流或電壓啟動會受到諧波 的影響。其中利用負序量啟動的對諧波的

7、敏感性最大。3 、繼電器或啟動元件本身對諧波敏感(1) 晶體管或集成電路保護裝置的動作量非常小和動作時間非常少，因此 它的啟動數(shù)據(jù)容易受到諧波影響而出現(xiàn)較大的誤差。(2) 利用信號過零取樣的控制系統(tǒng)及利用數(shù)據(jù)過零點的數(shù)字式繼電器或微 機保護，都會受到諧波的影響和干擾八、諧波對繼電保護整定有哪些影響 ？繼電保護正常運行中，當(dāng)電源諧波分量較高時，可能會引起過電壓保護， 過電流保護的誤動作。當(dāng)三相嚴(yán)重不對稱時，在正序性諧波含量較高的情況下, 可能對負序濾波器為啟動元件的保護裝置產(chǎn)生干擾，而引起誤動。如某地電氣 化鐵路通車后，曾發(fā)生過由于牽引變電所注入系統(tǒng)大量的諧波的負序電流，引 起供電系統(tǒng)電能質(zhì)量指

8、標(biāo)嚴(yán)重惡化，多次造成發(fā)電機的負序電流保護誤動，主 變壓器的過電流保護裝置誤動，線路的距離保護振蕩閉鎖裝置誤動，高頻保護 收發(fā)訊機誤動，母線差動保護誤動的故障濾波器誤動的事。近年來，微機保護裝置的大規(guī)模使用，使信號中的諧波干擾既可能引起測 量誤差，又可能對裝置關(guān)鍵處理模塊的正常工作產(chǎn)生干擾，從而引起保護裝置 誤動或拒動。如上海寶鋼就發(fā)生過因電弧爐產(chǎn)生諧波的影響，造成諧波電流對 數(shù)字型差動保護產(chǎn)生干擾，使差動保護動作跳閘的事故。九、諧波電流對數(shù)字型差動保護有哪些影響 ？數(shù)字型差動保護裝置整定簡單，動作時間快，功能強，因此目前得到了普 遍的推廣，應(yīng)用，但在電能質(zhì)量較差的條件下會發(fā)生，由于電流波形畸變

9、而出 現(xiàn)誤動作的可能。十、諧波對電能計量有哪些影響？通過對感應(yīng)型電能表的電子型電能計量準(zhǔn)確的頻率響應(yīng)進行測試和分析， 諧波對電能計量的準(zhǔn)確度存在著一定的影響。十一、負荷側(cè)的諧波污染對電網(wǎng)有哪些影響 ？近年來用戶端大量非線性負荷的應(yīng)用正成為電能質(zhì)量污染甚至惡化的重要 因數(shù)。從低壓小容量家用電器的集群應(yīng)用，到高壓大容量的工業(yè)交直流變換裝 置中存在的各種靜止變流器等，都是電能質(zhì)量的污染源。各種靜止變流器是以 開關(guān)方式工作的，會引起電網(wǎng)電流、電壓波形的畸變。大型電弧設(shè)備，如電弧爐、弧焊設(shè)備等也成為重要的沖擊源和諧波源。十二、諧波對電力用戶有哪些影響？用電設(shè)備對系統(tǒng)的電源的污染會影響用電設(shè)備自身的可靠性

10、。使用電能質(zhì) 量污染的電源、用電設(shè)備又可能成為新的污染源，而危害電力系統(tǒng)和其他用戶 設(shè)備?？赡墚a(chǎn)生的影響包括：對用戶電動機產(chǎn)后影響，對用戶補償電容產(chǎn)生影 響，對用戶自動控制裝置產(chǎn)生影響，對居民生活產(chǎn)生影響，對用電安全造成威 脅。另外，還包括對電信通訊造成影響，對廣播、電視機精密制造工業(yè)造成干 擾影響，這類干擾的影響有些表現(xiàn)在差模干擾的共模干擾，差模干擾是工頻及 長線傳輸分布電容的相互干擾，共模干擾是引起回路對電位發(fā)生變化的干擾， 是造成微機控制單元工作不正常的主要大原因。十三、諧波對用戶電動機運行有哪些影響 ？諧波電流通過交流電動機，使諧波附加損耗增加，引起電動機過熱，機械 振動和噪聲增大。當(dāng)

11、三相電壓不對稱時，定子繞組上產(chǎn)生負序電流，并勵磁產(chǎn) 生負序旋轉(zhuǎn)磁場，該制動磁場降低了電機的最大轉(zhuǎn)矩的過載能力，增加銅損， 并且負序過電流可以將電機定子繞組燒毀。負序性的諧波分量（5次、7次、11次）對電機的影響與負序過電壓的效果一樣。當(dāng)產(chǎn)生電壓波動的主要低頻分 量與電機機械振動的固有頻率一致時，誘發(fā)諧振，會使電動機造成損壞。十四、諧波對用戶補償電容器有哪些影響 ？電網(wǎng)無功配置容量電容器所占比例最大，其中用戶電容器約占全部電容器 的2/3。這部分電容器的設(shè)計大多只考慮無功補償量，不考慮裝設(shè)點電能質(zhì)量的 實際污染情況，因此，運行點電能質(zhì)量指標(biāo)低時，常造成一些事故，如補償裝 置投不上，電容器使用壽命

12、降低，電容器保護熔絲熔斷，甚至發(fā)生串聯(lián)諧振引 起電容器的諧波過電壓與過電流，導(dǎo)致電容器暴炸等。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)實際情況投切，甚至只投 不切，無形中使用電網(wǎng)電壓失去了應(yīng)有的調(diào)節(jié)程度，使電壓偏差等電能質(zhì)量指 標(biāo)難以控制。十五、諧波對用戶自動控制裝置有哪些影響 ？隨著數(shù)字控制技術(shù)的大規(guī)模使用，很多精密負載對電能質(zhì)量指標(biāo)提出了更 高的要求。電能質(zhì)量污染對這類設(shè)備的危害主要三個方面，即在設(shè)備的檢測模 塊中引起入畸變量，干擾正常的分析計算，導(dǎo)致錯誤的輸出結(jié)果。另外還會對 設(shè)備的硬件、如精密電機、開關(guān)電源等造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。干擾負載的保護 回路造成誤動作等。十六、諧波對居民生活用電有哪些影響 ？諧波引起電壓波動的閃變產(chǎn)生脈沖磁場，使用電設(shè)備受到高能量沖擊。(1) 最直觀的感覺就是引起照明燈光的電視畫面忽明忽暗的閃爍，造成視 覺疲勞(2) 引起冰箱、空調(diào)的壓縮機承受沖擊應(yīng)力，產(chǎn)生振動，降低使用壽命。(3) 影響有線電視、廣播的信號正常傳輸，可能通過電磁感應(yīng)的輻射造成 干擾影響(4) 引起電能計量誤差，造成不必要的電費損失等。十七、諧波對用電安全有哪些影響？(1) 火災(zāi)