電力系統(tǒng)諧波的危害

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯電力系統(tǒng)諧波的危害 諧波對電力系統(tǒng)的主要危害如下： （1）對旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器的主要危害是引起附加損耗和發(fā)熱增加，此外諧波還會引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器振動并發(fā)出噪聲，長時間的振動會造成金屬疲憊和機(jī)械損壞。（2）諧波對線路的主要危害是引起附加損耗。（3）諧波可引起系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振，使諧波放大。當(dāng)諧波引起系統(tǒng)諧振時，諧波電壓上升，諧波電流增大，引起繼電愛護(hù)及自動裝置誤動，損壞系統(tǒng)設(shè)備(如電力電容器、電纜、電動機(jī)等)，引發(fā)系統(tǒng)事故，威逼電力系統(tǒng)的平安運行。（4）諧波可干擾通信設(shè)備，增加電力系統(tǒng)的功率損耗(如線損)，使無功補償設(shè)備不能正常運行等,給系統(tǒng)和用戶帶來危

2、害。 電力系統(tǒng)諧波的危害： 1、對配電變壓器的危害： 接線組別為Yyno的配變，三相四線制接線時，三次諧波電流在配變原副繞組中產(chǎn)生諧波電壓，并使中性點電壓產(chǎn)生動脈。另外由于奇次諧波相位相同，它們在中性線上的相量疊加，使中性線上的零序電流相量疊加，因此中線性上由于流過諧波電流而發(fā)熱。 三相三線制接線時零序諧波由于相位相同，形成中性點電壓，使相電壓發(fā)生變化。 對于接線組別為Dyno的配變，零序諧波電流在繞組中形成環(huán)流，使配變繞組發(fā)熱，降低配變壽命。 2、對電力電纜的危害： 由于諧波次數(shù)高頻率上升，再加上電纜導(dǎo)體截面積越大趨膚效應(yīng)越明顯，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的溝通電阻增大，使得電纜允許通過的電流削減。另外，

3、電纜的電阻、線路的感抗與系統(tǒng)串聯(lián)，提高功率因數(shù)用的電容器及線路的容抗與系統(tǒng)并聯(lián)，一 定數(shù)值得電感與電容可能發(fā)生湝振。 3、對電力電容器的危害： 當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時，投入電容器后其端電壓增大，通過電容器的電流就增大，時電容器損耗功率增加。電容器的容抗與頻率成反比，頻率越高，阻抗越小，因而諧波電壓能使電容器的電流增大許多。超出電容器允許條件，就會時電容器過電流和過負(fù)荷，因而特別發(fā)熱，尤其是電容器投入在電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時，還可能是電網(wǎng)的諧波加劇，即產(chǎn)生諧波擴(kuò)現(xiàn)象。在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電，由于電壓變化率大，局部放電強(qiáng)度大，對絕緣介質(zhì)更能起到加速老化的作用，從而縮短電容器的使用壽命。（ 4、對白熾燈的損

4、害： 白熾燈泡是一種應(yīng)用非常廣泛的照明燈具，它的壽命與諧波的熱效應(yīng)關(guān)系很大，畸變系數(shù)的增地縮短燈泡的壽命，而轉(zhuǎn)變基波電壓相對來說比轉(zhuǎn)變畸變系數(shù)的影響更大。 5、對電動機(jī)的損害： 諧波對電動機(jī)的損害主要是引起附加損耗，產(chǎn)生氣械振動、噪聲和諧波過電壓。 畸變波能使電動機(jī)鐵心磁飽和增加，特殊是鐵心鉗繞組的磁部飽和贈加，使基波短路阻抗減小，一般認(rèn)為，三相異步電動機(jī)的n次諧波電流的大小可通過下式計算： 6、對電能表的影響： 、機(jī)械式電能表系感性機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行電能計量時，可以分以下三種狀況： .畸變波電源供線性負(fù)荷，這時電能表計量的是基波電能和部分諧波電能，諧波會使用戶設(shè)備性能變壞。這樣用戶既受到諧波污染又

5、多繳電費。 .正弦波電源供非線性負(fù)荷，此時電能表計量的是基波電能減去部分諧波電能。這表明用戶污染了電網(wǎng)還少繳了電費。 .畸變波電源供非線性負(fù)荷，這種狀況就比較簡單了，基波電流是流向負(fù)荷的，而諧波電流則就不肯定了，可能是流向負(fù)荷的，也可能是流向電源的，這要看詳細(xì)狀況了，最直接的方法就是用儀器來測量。 、電子式電能表使用的是積分電路，無論是電網(wǎng)是向負(fù)荷供應(yīng)諧波電流還是負(fù) 荷向電網(wǎng)供應(yīng)諧波電流都會積分計量在一起，這樣就會造成計量誤差。 7、對低壓開關(guān)設(shè)備的危害： 對于配電用的斷路器來說，全電磁型的斷路器易受諧波電流的影響而使鐵耗增大而發(fā)熱，同時由于對電磁鐵的影響與渦流的影響而使其脫扣困難，且諧波次數(shù)

6、越高影響越大;熱磁形的斷路器，由于導(dǎo)體的集膚效應(yīng)與鐵耗增加而引起發(fā)熱，使得額定電流降低與脫扣電流降低;電子型的短路器，諧波也要使其額定電流降低，尤其是檢測峰值的電子斷路器，額定電流降低的更多。由此可知，上述三種配電斷路器都可能因諧波產(chǎn)生誤動作。 對于漏電斷路器來說，由于諧波會漏電電流的作用，可能是斷路器特別發(fā)熱，消失誤動或拒動。對于電磁接觸器來說，諧波電流使磁體部件溫升增大，線圈溫度上升使額定電流降低。對于繼電器來說，因受諧波電流的影響也要使電流降低。在工作它們都有可能造成誤動作。 8、對弱電系統(tǒng)設(shè)備的干擾： 對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、有線電視、報警與樓宇自動化等弱電設(shè)備，電力系統(tǒng)中的諧波通過電磁

7、感應(yīng)靜電感應(yīng)與傳導(dǎo)方式耦合到這些系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾。其中電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)的耦合強(qiáng)度與干擾頻率成正比，傳導(dǎo)則通過公共接地耦合，有大量不平衡電流流入接地極，從而干擾弱電系統(tǒng)。 9、對通訊線路的影響： 通常音頻通道的工作頻率約為：200-400Hz，而供電系統(tǒng)的很多諧波就在這個頻率范圍之內(nèi)。由于電力線路和通訊線路的功率水平差別很大，所以供電系統(tǒng)中的諧波將引起可以察覺的，有時是甚至不能容許的干擾雜音。 10、對整流、逆變裝置和規(guī)律掌握電路的影響： 整流裝置和晶閘管電路在各種電氣設(shè)備中得到了非常廣泛的應(yīng)用，大到直流輸電用的整流和逆變裝置，城市電車直流供電電源，小到變頻設(shè)備、電視機(jī)、微機(jī)、溝通穩(wěn)壓電源、電

8、池充電器以及不停電電源(UPS)等，一方面這些裝置按肯定的規(guī)律開閉不同電路，因而產(chǎn)生諧波電流注入電網(wǎng)，成為諧波源，另一方面畸變的波形又影響他們及其負(fù)荷的正常運行?；儾ㄒ鹫莆针娐氛`差，造成引燃角位移，整流裝置電流變化率、電壓變化率過高或過熱會引起設(shè)備故障和整流原件損壞。這些都會給換流裝置帶來危害。同時某些整流裝置的規(guī)律掌握電路往往因畸變電壓而導(dǎo)致運行誤差，造成運行錯誤。 11、對熔斷器熔體的影響： 熔體中的諧波電流產(chǎn)生過熱會造成其安秒特性曲線位移，因此電流低的故障要特殊留意熔絲的選擇以防止誤熔斷停電，影響供電。 12、諧波集膚效應(yīng)的影響： 交變的電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生交變磁通，交變磁通與導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，致使通過導(dǎo)體內(nèi)部的電流密度沿導(dǎo)體截面由中心向外變大，而中心電流密度最小，這就是通常所說的集膚效應(yīng)。集膚效應(yīng)既降低了導(dǎo)體的載流力量又增加了導(dǎo)體的自身損耗，并且隨著電流頻率的增加這種集膚效應(yīng)更嚴(yán)峻。一般工頻(50 Hz)狀況下集膚效應(yīng)造成的損耗較小，而諧波的頻率較高時，象5次諧波頻率為250Hz以上的諧波集膚效應(yīng)造成的損耗和影響就非常顯著了。因此，在選擇導(dǎo)線