谐波对电力变压器会造成哪些影响精编版

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谐波对电力变压器会造成哪些影响

谐波对电力变压器会造成哪些影响

谐波对电力变压器的哪些影响?1、谐波电流使变压器的铜耗增加,引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。

2、谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加,当系统运行电压偏高或三相不对称时,励磁电流中的谐波分量增加,绝缘材料承受的电气应力增大,影响绝缘的局部放电的介质增大。

对三角形连接的绕组,零序性谐波在绕组内形成环流,使绕组温度升高。

3、变压器励磁电流中含谐波电流,引起合闸涌流中谐波电流过大,这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。

谐波对电力避雷器有哪些影响?变电站大容量,高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长,能够延续数秒或更长的时间,有时还会引起谐振过电压,并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。

这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容用的避雷器参数带来较大的困难。

谐波对输电线路有哪些影响?1、谐波污染增加了输电线路的损耗。

输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响将产生附加损耗,使得输电线路损耗增加。

特别是在电力系统三相不对称运行时,对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。

2、谐波污染增大了中性线电流,引起中性点漂移。

在低压配电网络中,零序电流的零序的谐波电流(3次、6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加,造成过负荷发热,使损耗增加,而且产生压降,引起零电位漂移降低了供电的电能质量。

谐波对电力电容器有哪些影响?当配电系统非线性用电负荷比重较大,并联电容器组投入时,一方面由于电容器组的谐波阻抗小,注入电容器组的谐波电流大,使电容器负荷而严重影响其使用寿命,另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时,引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而损坏。

因此,电压谐波和电流谐波超标都会使电容器的工作电流增大日出现异常,例如:对于常用自愈试并联电容器,其允许过电流倍数是1.3倍频定电流,当电容器的电流超过这一限值时,将会造成损坏事故。

同时,谐波使工频正弦波形发生畸变,产生锯齿状尖顶波,易在绝缘介质中引发局部放电,长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化,自愈性能下降,而容易导致电容器损坏。

谐波的影响

谐波的影响

[编辑本段]谐波的影响谐波对供配电线路的影响:1、导致继电设备的误动作或拒动2、加在中性线电统,降低电网电压谐波对电力设备的影响:1、在电压发生畸变的配电网络中,电容器有可能产生谐波谐振和谐波放大;加速电容器的老化;导致电容器鼓肚、击穿或爆炸等现象的发生。

]2、变压器的铜耗、铁耗及其它的杂散损耗增加,降低变压器的使用寿命。

谐波对用电设备的影响;1、降低电动机的效率,增加附加损耗,严重时发生过热及振动等现象。

2、影响电力检测仪器的测量准确性。

3、对于低压开关设备来,可以产生开关设备的误动作。

4、对弱电系统的干扰。

谐波的影响1)变压器对变压器而言,谐波电流可导致铜损和杂散损增加,谐波电压则会增加铁损。

与纯正基本波运行的正弦电流和电压相较,谐波对变压器的整体影响是温升较高。

须注意的是; 这些由谐波所引起的额外损失将与电流和频率的平方成比例上升,进而导致变压器的基波负载容量下降。

而当你为非线性负载选择正确的变压器额定容量时,应考虑足够的降载因子,以确保变压器温升在允许的范围内。

还应注意的是用户由于谐波所造成的额外损失将按所消耗的能量(仟瓦一小时)反应在电费上,而且谐波也会导致变压器噪声增加。

2)电力电缆在导体中非正弦波电流所产生的热量与俱有相同均方根值的纯正弦波电流相较,则非正弦波会有较高的热量。

该额外温升是由众所周知的集肤效应和邻近效应所引起的,而这两种现象取决于频率及导体的尺寸和间隔。

这两种效应如同增加导体交流电阻,进而导致I2Rac损耗增加。

3)电动机与发电机谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外温升。

这些额外损失将导致电动机效率降低,并影响转矩。

当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时,其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。

例如: 人造纤维纺织业和一些金属加工业。

对于旋转电机设备,与正弦磁化相比,谐波会增加噪音量。

像五次和七次这种谐波源,在发电机或电动机负载系统上,可产生六次谐波频率的机械振动。

电力系统中谐波的危害与产生(三篇)

电力系统中谐波的危害与产生(三篇)

电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是由于电力设备的非线性特性引起的。

在电力系统中,谐波的危害包括对电力设备的损坏、电能质量的恶化以及对用户的影响等方面。

谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。

谐波对电力设备的损坏是谐波危害的主要方面之一。

谐波会引起设备的绝缘老化、过热、机械振动等问题。

尤其是对于变压器和电动机等设备来说,由于谐波的存在会引起电流和电压的畸变,导致设备的工作效率下降,甚至引发设备的故障和停机。

此外,谐波还会引起电容器的谐振和过电压问题,增加电力设备的工作负荷,缩短其使用寿命。

谐波对电能质量的恶化也是谐波危害的重要方面之一。

谐波会导致电能质量的下降,主要表现为电压和电流的畸变,波形失真,功率因数的下降等。

这不仅会影响电力设备的正常工作,还会对电力系统的稳定性和可靠性造成影响。

谐波还会引起电力设备的谐振现象,导致设备振动,造成噪音污染,影响人们的生活质量。

谐波对用户的影响主要体现在电力质量的下降和对电子设备的损坏。

谐波会引起电压的波动和电流的畸变,导致电子设备的正常工作受到干扰,增加设备的故障率,降低设备的使用寿命。

尤其是对于一些对电力质量要求较高的用户来说,如计算机、通讯设备、医疗设备等,谐波对其正常工作的影响更为显著。

此外,谐波还会导致电能的浪费,增加用户的用电成本。

谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。

非线性负载是产生谐波的主要原因之一。

非线性负载如电子设备、电力电子器件等在工作过程中会产生非线性电流,其含有大量谐波成分。

此外,电力设备的设计及运行也会引起谐波的产生,如电容器的谐振,变压器的匝间谐振等。

而电网的接地情况也会影响谐波的产生和传播,如电网的接地方式不当会引起谐波回流和间接接触问题。

为了减少谐波的危害,需要采取一系列的措施。

首先,可以通过合理选择电力设备和设备的工作参数来降低其谐波产生的概率。

其次,可以采用滤波器等设备对谐波进行抑制和补偿。

电力谐波对电力设备的影响及完善措施

电力谐波对电力设备的影响及完善措施

电力谐波对电力设备的影响及完善措施摘要:随着人们社会的不断发展,经济的不断进步,电力在社会发展中也越来越重要,人们工作及生活中对于电能的质量要求也在不断增加,电力谐波是影响电力设备正常供电的主要因素,如不及时进行调整和处理,将严重影响电能的实际应用质量,不利于用户的正常用电,还有可能造成严重的用电事故。

本文主要介绍了电力谐波的基本情况以及对电力设备的影响,并提出了部分解决措施,以期为相关研究工作提供参考。

关键词:电力谐波;电力设备;电容器;变压器;电动机大部分电力系统中存在的谐波源主要是含半导体非线性元件,常见的主要有晶闸管以及硅整流装置等,此类系统元件在电力系统运行过程中会对各个电路进行连接和闭合,进而产生大量电力谐波,影响电力系统的正常运行[1]。

随着电力系统中大功率非线性负载的逐渐增加,电力系统中电力谐波的量也越来越多,进而导致电力系统在运行过程中各种不和谐波的出现也越来越多。

一、电力谐波的基本概述(一)电力谐波的定义国际研究中对于电力谐波的定义统一如下:在一个周期中电气量正弦波的分量频率为工频基波频率的整倍数则称之为电力谐波。

我国对于电力谐波的判定标准如下:周期性交流量获取频率在工频基波频率1以上的整倍数,则称之为电力谐波。

从广义角度来看,所有不同于交流电网中工频频率的成分均包含在电力谐波范围之内[2]。

整流器、不间断电源、变频器以及开关电源等非线性负载会导致电流出现畸形病变情况,从而形成电力谐波。

(二)电力谐波的形成原因电力谐波的形成原因主要有三种,首先,发电系统原因导致电力谐波形成主要与发电设备的制造工艺有关,发电系统制造中的发电机三项绕组以及铁心绝对均匀技术等均为绝对对称技术,以上技术在发电过程中不可避免的会造成大量电力谐波的出现,该类电视的存在受到自身性能影响会导致电网波形出现异常,由于电力系统在运行过程中产生的电力谐波幅度较小,在实际电力系统运行过程中对该类情况的应对措施尚未完善,大部分还处于忽略的情况[3]。

试述谐波对变压器的影响及其抑制措施

试述谐波对变压器的影响及其抑制措施

试述谐波对变压器的影响及其抑制措施试述谐波对变压器的影响及其抑制措施[摘要] 谐波电流是影响变压器运行性能的主要因素, 从对变压器谐波电流产生机理及流通路径分析的结果看, 改善变压器磁路饱和状况及对变压器绕组进行合理联结可有效抑制谐波电流的产生, 从而提高变压器的运行性能和改善供配电系统的供电质量.[关键词] 变压器;谐波电流;磁路饱和;抑制措施中图分类号:TM4文献标识码: A随着高电压输电系统的规模化发展, 电力系统对智能化供电的要求越来越高, 致使大量电力电子设备应用于输、配电监控系统中, 使得电力系统用电负荷种类越来越复杂, 系统中的谐波分量也越来越严重, 严重影响着电力系统的安全稳定运行.同时, 谐波电流通过静电感应、电磁感应等方式祸合到弱电系统设备中, 也会对检测系统产生干扰, 使检测的灵敏度和可靠性降低.变压器是输配电系统中重要的感性设备, 也是输配电系统中一个主要的谐波源, 由于谐波引起的热损耗随谐波电流、谐波频率的平方成值成比例上升, 导致变压器的基波负载容量下降, 变压器运行效率降低, 而且, 谐波电流会使涡流和集肤效应加剧,变压器温度升高, 造成绝缘损坏, 大大降低变压器的使用寿命团.因此, 研究电力变压器的谐波电流产生机理、流通路径具有重要的现实意义.1变压器磁路饱和与谐波电流产生机理分析由于变压器一、二次绕组之间只有磁耦合而没有电的联系, 变压器的功率传输、电压转换都是建立在磁路饱和的基础上, 故变压器的磁路饱和状况对变压器的运行性能影响很大.磁路不饱和时, 主磁通与励磁电流之间基本上是线性关系, 即主磁通量随着励磁电流的增加而增加, 二者相位相同, 波形也相似.磁路饱和后, 励磁电流增加时, 主磁通量基本保持不变, 二者之间为非线性关系.在不考虑变压器铁芯磁滞影响的前提下, 将主磁通量变化时空图转换为主磁通量与励磁电流之间的曲线关系, 可知当主磁通Φ (t) 为正弦波时, 励磁电流i(t) 将畸变为尖顶波, 如图1 所示.此时, 励磁电流的傅立叶级数表达式为:(1)由(1)式可知, 励磁电流尖顶波可分解成基波电流和三次、五次等高次谐波电流之和, 除基波电流外, 三次谐波电流的幅值最大, 五次谐波电流的幅值次之, 且饱和程度越高, 励磁电流的畸变就越严重, 其各次谐波电流的幅值也将之增大.考虑变压器铁心磁滞特性影响时, 磁化曲线就不再是一条曲线, 而是由磁化和磁滞两条曲线组成, 见图2 所示.当外加电源电压是正弦波时, 变压器磁通波形的上升段对应于磁滞曲线的上升部分, 下降段对应于磁滞曲线的下降部分, 并且与磁滞曲线的最大值相对应.此时变压器的励磁电流波形比不考虑铁心磁滞特性时更加复杂, 即波形曲线是半波对称, 由上、下两条磁化曲线所对应的磁化电流叠加而成,无论是基波分量, 还是谐波分量, 波形都已经发生畸变, 如图2 所示.图2 中, 忽略了三次以上谐波分量, 曲线和曲线分别表示基波电流曲线波形和三次谐波电流曲线波形, 分别由磁化曲线和磁滞曲线叠加所对应的励磁电流叠加而成, 其傅立叶级数表达式分别为:在(2) 、(3) 式中, 分别取.由(2) 式、(3) 式可知,考虑铁心磁滞影响时, 基波和三次谐波都已经不再是标准的正弦波, 由其叠加成的励磁电流曲线波形如图2 中曲线» 所示, 其傅立叶级数表达式为:由(4 ) 式可知, 考虑铁心磁滞影响时, 变压器的励磁电流畸变程度加剧, 幅值增加, 过大的冲击电流极可能导致变压器绝缘损坏而发生短路故障, 严重影响电网的供电质量. 在变压器实际运行中, 铁心磁滞问题是客观存在的.所以, 谐波电流对变压器运行性能的危害是极大的.2 谐波电流在变压器绕组内的流通路径畸变的励磁电流波形中的谐波分量主要是三次谐波分量.在三相对称电路中, 三次谐波电流的正弦表达式为:由(5) 式可知, 在三相对称系统中, 三相三次谐波电流大小相等、相位相同.所以, 三次谐波电流在三相变压器中的流通路径取决于变压器绕组的联结方式.2 .1 星型接线星型不带中性线绕组的接线原理如图3 所示, 因为基波电流大小相同、相位相差120 °, 三次谐波电流不能在星型联结绕组中流通.当星型接线绕组带中性线时, 三次谐波电流可通过中性线流通并经接地线人地, 中性线中的三次谐波电流是每相三次谐波电流的三倍, 如图4 所示.2 .2 三角型接线三角型绕组的接线原理如图5 所示, 同大小、同相位的三次谐波电流可以在闭合的三角型回路中形成环流而流通.综上可知, 三次谐波电流只能在星型带中性线绕组和三角型绕组中流通, 而不能在星型不带中性线绕组中流通. 由于三次谐波电流在变压器的运行过程中是客观存在, 所以, 若变压器绕组接线方式不当, 未为三次谐波电流提供通路时, 三次谐波电流只能滞留在变压器铁芯绕组中, 导致铁芯绕组发热, 增加损耗.铁芯绕组长期发热会致使变压器绝缘材料强度降低, 严重时, 可导致绝缘损坏, 引起故障, 故大容量变压器绕组接线要避免使用星型不带中性线的接线方式.3 谐波电流的抑制措施由上述分析可知, 变压器中的谐波电流主要是由磁路饱和、铁心磁滞等产生, 而谐波电流在变压器中的流动情况主要由绕组接线方式决定.所以, 抑制变压器谐波电流应从抑制变压器磁路饱和状况和改善绕组接线方式人手.3 .1 改善变压器磁路饱和状况首先, 变压器的磁路饱和问题主要取决于变压器铁心材料和铁心结构.变压器的铁心是变压器内部的主体结构, 是能量传输和转换的媒介.从变压器的硬件结构而言, 用三维立柱卷铁心结构代替传统平面式叠片结构铁心, 可以降低铁心损耗.同时, 三维立柱卷铁心三相磁路完全对称相等, 相与相之间气隙均匀,磁路对称 , 因此减小了励磁电流的畸变率, 达到了抑制谐波电流的目的.其次, 在变压器安装时, 应注意变压器主体油箱上、下节之间的距离不要过大, 因为其距离过大会导致漏磁增加及磁通畸变率加强而增大谐波; 再者,在变压器运行中要加强日常检修和维护, 注意铁心接地套管、上下铁扼间不要有松动、间隙及漏油现象.3 .2 合理选择变压器绕组的联结方式三相变压器绕组联结方式主要有3 种形式:星型不带中性线联结、星型带中性线联结、三角型联结.通过变压器高、低压绕组的不同组合, 变压器的接线形式或多达数十种, 其中常见的变压器联结形式有:Y /y ;Y N / y ;Y / y n ;Y / d ;D / y ;D /d ;D /y n ;Y N / d ;Y N /y n.其中Y /y (或D /d) 联结组共有6 个偶数组别, 分别是:Y / y0 ;Y / y2;Y /y 4 ;Y /y6 ;Y / y8 ;Y /y 10 .而Y / d( 或D / y )联结组共有6个奇数组别, 分别是:Y /d 1 ;Y /d 3 ;Y /d 5 ;Y /d 7 ;Y /d 9 ;Y /d 11 .只有合理选择变压器的接线形式, 才能有效抑制谐波电流.对于高、低压绕组都采用星型不带中性线的Y /y 型联结的三相变压器, 正如上文所分析的, 三次谐波电流在变压器绕组中没有通路, 只能滞留在绕组铁芯中导致变压器发热.因此, 三相组式变压器不能采用Y /y 联结;而三相芯式变压器由于三相磁路互通, 可以采用Y / y 联结, 但是其变压器最大容量不宜超过1800kV·A.对于高绕组采用星型不带中性线、低压绕组采用星型带中性线的Y /y n 型联结的三相变压器, 低压侧引出中性线, 三次谐波电流可以在中性线中流通, 构成三相四线制供电方式, 而高压侧的绕组中三次谐波电流不能流通.在三相变压器容量较大的情况下, 高压侧三次谐波电流很大, 对变压器绕组绝缘造成的危害也很大.所以, 在三相变压器的高压侧额定电压超过35 k V 的电网中, 电力变压器不易采用Y / yn0型接线. Y N / y0 联结的三相变压器则需要高压侧引出中性线, 这种变压器适合用在高压侧中性点需要接地的场合.当三相变压器联结绕组中有三角型联结绕组时, 无论是D / y 联结还是Y /d 联结, 三次谐波电流都可以在闭合的三角型回路中流通, 此时三次谐波电流在三角型闭合回路中形成环流, 这一环流趋向于把铁芯中原有的三次谐波磁通抵消, 使三次谐波磁通大大削弱, 因此变压器相电压不会因为三次谐波电动势而出现显著畸变川, 达到了抑制变压器谐波输出的显著效果.但是, 当高压侧电压高于35 k v 时, 在Y /d 型接线中由于高压侧没有中性线, 从而会导致高压铁芯绕组发热加剧, 故应在高压侧加装中性线, 即采用Y N /d型接线.由此可得出, 只要变压器的某一侧是三角型联结, 而另一侧采用星型带中性线的接线方式时, 变压器能有效抑制三次谐波电流.4 结束语本文详细分析了电力变压器励磁电流与磁路饱和之间的关系,揭示了导致变压器励磁电流畸变而产生谐波电流的机理, 并利用理想三相电源对称理论分析出在三相系统中三相三次谐波电流的大小、相位关系及其在变压器绕组中的流通情况.从总体分析结果看.改善变压器磁路饱和状况及对变压器绕组进行合理联结可有效抑制谐波电流的产生, 从而提高变压器的运行性能和改善供配电系统的供电质量.参考文献:[1]谭俊源.谐波对变压器的影响及其抑制措施[J].电气时代, 2008(9):10 0一102 .[2]李拓, 钟佩莲.浅谈干式变压器的谐波抑制[J].机电技术工程, 2010, 39(7):147一149.------------最新【精品】范文。

谐波对变压器振动特性的影响

谐波对变压器振动特性的影响

谐波对变压器振动特性的影响摘要:随着电力电子装置、开关电源等大量非线性负荷的接入,配电网谐波问题日益严重,谐波严重时甚至会向更高电压等级渗透。

变压器铁心振动决定于励磁电流产生的磁场,绕组振动特性受绕组电流特性的影响,所以谐波的注入必将影响变压器的振动特性。

目前,基于振动信号的变压器状态诊断研究已取得一定成果。

本文通过分析变压器振动特性原理,变压器振动试验研究现状,理论研究了谐波注入对变压器振动的影响。

关键词:谐波;变压器;振动特性;影响1引言针对电力系统谐波,大型非线性设备,如高压直流变流器,一般采用无源滤波器进行谐波控制,然而,由于大量分散负荷的准确位置和运行特性不能准确确定,使无源滤波器对谐波的控制准确性降低。

目前,配电系统的谐波畸变水平在稳定增长,THD(总谐波失真)的增长每年约0.1%,电力系统谐波问题正在向日趋严重的方向发展.谐波对电网中电力设备的影响不可忽视,它会引起电机、变压器等电气设备发热,使效率降低,同时,谐波会降低继电保护、控制,以及检测装置的工作精度和可靠性等。

2变压器振动特性原理2.1铁心振动特性原理铁心是电力变压器的重要构成部件之一,由硅钢片叠压而成。

变压器运行时,硅钢片中的磁通会发生变化,进而引发磁致伸缩.铁心的振动主要是由伸缩引起的。

由相关公式可知,磁感应强度与加载电压关系为:磁滞伸缩形变与磁感应强度的关系如图1所示,可见,磁滞伸缩形变与磁感应强度的平方近似为线性关系。

由(1)可知,铁心的磁感应强度与一次侧加载的u1成正比。

因此,铁心受磁滞伸缩引起的振动力与u1的平方近似成正比,即F∞U2,并且铁心振动的基频为加载电压的2倍(100HZ)。

2.2绕组振动特性原理线圈也是变压器的重要构成部件,变压器运行时,硅钢片磁致伸缩引起铁心振动的同时,由于负载电流的电磁力作用,绕组也会产生振动。

硅钢片接缝处与叠片之间会有漏磁,该漏感会和线圈中电流相互作用产生电动力,进而引起绕组的振动。

(完整版)谐波的危害

(完整版)谐波的危害

1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变,另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率,从而降低电网电压,增加线路损耗,浪费电网容量,2、影响供电系统的无功补偿设备,谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过电流和过负荷,在谐波场合下,电容柜无法正常投切,更严重的请况下,电容柜会将电网谐波进一步放大。

3、影响设备的稳定性,尤其是对继电保护装置,危害特大。

4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降,噪声增大;使低压开关设备产生误动作;对工业企业自动化的正常通讯造成干扰,影响电力电子计量设备的准确性。

5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加,直接影响变压器的使用容量和使用效率;还会造成变压器噪声增加,缩短变压器的使用寿命。

谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面:1、加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的,因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热,从而加大了电力运行成本,增加了电费的支出。

2、降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。

谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热,噪声增大,从而加速绝缘老化,大大缩短了变压器、电动机的使用寿命,降低供电可靠性,极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。

3、引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷,这些电气设备处于经常的变动之中,极易构成串联或并联的谐振条件。

当电网参数配合不利时,在一定的频率下,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电力系统的安全运行,如不加以治理极易引发输配电事故的发生。

4、导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗,从而降低发输电及用电设备的效率,更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环,导致设备无法正常工作。

关于电网高次谐波对变压器设备的影响分析

关于电网高次谐波对变压器设备的影响分析

关于电网高次谐波对变压器设备的影响分析摘要:电力系统谐波是一个周期电气量中频率为基波频率的整数倍的正弦波分量,也是衡量电网电能质量的重要标准。

近几年来,我国电力行业得到了蓬勃发展,人们对电力的需求也在与日俱增,使得电力系统的作用越来越重要。

而随着电气设备的大力推广,电力系统运行中出现了很多谐波,严重影响着电力系统变压器设备的安全运行。

因此,必须要了解电力系统谐波对变压器设备的影响,这样才能保证电力系统变压器设备的安全运行,保证人们的电力需求。

关键词:电力系统谐波;变压器设备;影响引言在电力系统中谐波有非常严重的危害,是电力系统的一种污染因素,而变压器设备的大力推广使得非线性负荷影响着电力系统的正常运行,电力系统谐波问题日益严重,谐波会降低电压正弦波的质量,并影响电网的正常运作。

因此,必须要运用多种措施来降低电力系统谐波带来的负面影响,把握电力系统谐波对变压器设备的影响和重要意义。

1、电力系统谐波电力系统谐波是指一个周期电气量的正弦波分量,而基波频率的整数倍就是其频率,一般基波的频率会低于谐波的频率,所以又叫高次谐波。

电力系统会受到谐波的影响,使得其电压正弦波质量降低,并影响电网的正常运作。

变压器设备和电力变压器设备的推广应用,增加了变频调速设备、工业电炉和电气机车等非线性负荷,电力系统中的谐波也就越来越多。

而高次谐波的产生会增加维修工作量和电网损耗,容易产生干扰使保护和自动装置误动,计量器件也也会产生误差,干扰无线电通讯系统,最终缩短电气设备的寿命。

通常电气化铁路、非线性负荷、风电、光伏发电、汽车充电站等设备中经常会产生谐波,而电气化铁路是一个特殊的电力系统用户,其负荷具有非线性、不对称性和波动性的特点。

在机车运行中非线性特征明显,此时电力系统中就会出现大量的谐波电流,并成为最大的谐波源,3-13次的奇次谐波电压中的含有率会出现不同程度的超标,而且电力机车开停频繁,就会增大有功冲击,使得出现电力系统电压波动和闪变。

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谐波对电力变压器的哪些影响?1、谐波电流使变压器的铜耗增加,引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。

2、谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加,当系统运行电压偏高或三相不对称时,励磁电流中的谐波分量增加,绝缘材料承受的电气应力增大,影响绝缘的局部放电的介质增大。

对三角形连接的绕组,零序性谐波在绕组内形成环流,使绕组温度升高。

3、变压器励磁电流中含谐波电流,引起合闸涌流中谐波电流过大,这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。

谐波对电力避雷器有哪些影响?变电站大容量,高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长,能够延续数秒或更长的时间,有时还会引起谐振过电压,并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。

这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容用的避雷器参数带来较大的困难。

谐波对输电线路有哪些影响?1、谐波污染增加了输电线路的损耗。

输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响将产生附加损耗,使得输电线路损耗增加。

特别是在电力系统三相不对称运行时,对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。

2、谐波污染增大了中性线电流,引起中性点漂移。

在低压配电网络中,零序电流的零序的谐波电流(3次、6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加,造成过负荷发热,使损耗增加,而且产生压降,引起零电位漂移降低了供电的电能质量。

谐波对电力电容器有哪些影响?当配电系统非线性用电负荷比重较大,并联电容器组投入时,一方面由于电容器组的谐波阻抗小,注入电容器组的谐波电流大,使电容器负荷而严重影响其使用寿命,另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时,引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而损坏。

因此,电压谐波和电流谐波超标都会使电容器的工作电流增大日出现异常,例如:对于常用自愈试并联电容器,其允许过电流倍数是1.3倍频定电流,当电容器的电流超过这一限值时,将会造成损坏事故。

同时,谐波使工频正弦波形发生畸变,产生锯齿状尖顶波,易在绝缘介质中引发局部放电,长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化,自愈性能下降,而容易导致电容器损坏。

谐波对电力电缆有哪些影响?谐波污染将会使电缆的介质损耗,输电损耗增大,泄漏电流上升,温升增大及干式电缆的局部放电增加,引起单相接地故障的可能性增加。

由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用,在系统负荷低谷时,系统电压上升,谐波电压也相应升高。

电缆的额定电压等级越高,谐波引起电缆介质不稳定的危险性越大,更容易发生故障。

谐波对电力系统其他运行设备有哪些影响?1、对同步发电机的影响:用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发动机,将产生附加损耗,引起发电机局部发热,降低绝缘强度。

同时,由于输出的电压波形中产生附加谐波分量,使负载的同步发电机转子发生扭振,降低其工作寿命。

2、对断路器的影响:谐波会使些断路器的磁吸线圈不能工作,断路器的遮断能力降低,不能遮断波形畸变超过一定限值的故障电流,对中压断路器截断电感电流时可能发生谐频涌波电压的重燃现象,导致断路器触头烧损。

3、对消弧线圈的影响:当电网谐波成分较大时,发生单相接地故障,消弧线圈电感电流将可能不起作用,在接地点得不到的补偿,从而引发系统故障扩大。

4、对载波通信的影响:高谐波含量对电力载波通信的干扰主要表现在语音通信过程中产生噪声,数据传输失真,降低EMS、DAS实时数据的真实可靠性,造成集中抄表系统中数据出错等故障。

谐波对继电保护及自动装置有哪些影响?1、对继电保护及自动装置运行环境的影响(1) 在谐波严重超标的电弧炉负荷,电气化铁路等谐波含量大的局部电网中会受到影响。

(2) 频繁出现变压器严重涌流且涌流衰减缓慢的变电站会受到涌流产生谐波的干扰。

(3) 在系统因短路容量太小而可能出现较大谐波电压影响的场所会受到影响。

(4) 在易发生谐波谐振的配电系统、输电系统、变电站网架附近会受到影响。

(5) 在谐波受到电容器组或其他原因而被放大严重的网络附近会受到影响。

2、继电保护及自动装置利用的启动量小利用负序电流或电压,零序电流或电压,差动电流或电压启动会受到谐波的影响。

其中利用负序量启动的对谐波的敏感性最大。

3、继电器或启动元件本身对谐波敏感(1) 晶体管或集成电路保护装置的动作量非常小和动作时间非常少,因此它的启动数据容易受到谐波影响而出现较大的误差。

(2) 利用信号过零取样的控制系统及利用数据过零点的数字式继电器或微机保护,都会受到谐波的影响和干扰。

谐波对继电保护整定有哪些影响?继电保护正常运行中,当电源谐波分量较高时,可能会引起过电压保护,过电流保护的误动作。

当三相严重不对称时,在正序性谐波含量较高的情况下,可能对负序滤波器为启动元件的保护装置产生干扰,而引起误动。

如某地电气化铁路通车后,曾发生过由于牵引变电所注入系统大量的谐波的负序电流,引起供电系统电能质量指标严重恶化,多次造成发电机的负序电流保护误动,主变压器的过电流保护装置误动,线路的距离保护振荡闭锁装置误动,高频保护收发讯机误动,母线差动保护误动的故障滤波器误动的事。

近年来,微机保护装置的大规模使用,使信号中的谐波干扰既可能引起测量误差,又可能对装置关键处理模块的正常工作产生干扰,从而引起保护装置误动或拒动。

如上海宝钢就发生过因电弧炉产生谐波的影响,造成谐波电流对数字型差动保护产生干扰,使差动保护动作跳闸的事故。

谐波电流对数字型差动保护有哪些影响?数字型差动保护装置整定简单,动作时间快,功能强,因此目前得到了普遍的推广,应用,但在电能质量较差的条件下会发生,由于电流波形畸变而出现误动作的可能。

谐波对电能计量有哪些影响?通过对感应型电能表的电子型电能计量准确的频率响应进行测试和分析,谐波对电能计量的准确度存在着一定的影响。

负荷侧的谐波污染对电网有哪些影响?近年来用户端大量非线性负荷的应用正成为电能质量污染甚至恶化的重要因数。

从低压小容量家用电器的集群应用,到高压大容量的工业交直流变换装置中存在的各种静止变流器等,都是电能质量的污染源。

各种静止变流器是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形的畸变。

大型电弧设备,如电弧炉、弧焊设备等也成为重要的冲击源和谐波源。

谐波对电力用户有哪些影响?用电设备对系统的电源的污染会影响用电设备自身的可靠性。

使用电能质量污染的电源、用电设备又可能成为新的污染源,而危害电力系统和其他用户设备。

可能产生的影响包括:对用户电动机产后影响,对用户补偿电容产生影响,对用户自动控制装置产生影响,对居民生活产生影响,对用电安全造成威胁。

另外,还包括对电信通讯造成影响,对广播、电视机精密制造工业造成干扰影响,这类干扰的影响有些表现在差模干扰的共模干扰,差模干扰是工频及长线传输分布电容的相互干扰,共模干扰是引起回路对电位发生变化的干扰,是造成微机控制单元工作不正常的主要大原因。

谐波对用户电动机运行有哪些影响?谐波电流通过交流电动机,使谐波附加损耗增加,引起电动机过热,机械振动和噪声增大。

当三相电压不对称时,定子绕组上产生负序电流,并励磁产生负序旋转磁场,该制动磁场降低了电机的最大转矩的过载能力,增加铜损,并且负序过电流可以将电机定子绕组烧毁。

负序性的谐波分量(5次、7次、11次……)对电机的影响与负序过电压的效果一样。

当产生电压波动的主要低频分量与电机机械振动的固有频率一致时,诱发谐振,会使电动机造成损坏。

谐波对用户补偿电容器有哪些影响?电网无功配置容量电容器所占比例最大,其中用户电容器约占全部电容器的2/3。

这部分电容器的设计大多只考虑无功补偿量,不考虑装设点电能质量的实际污染情况,因此,运行点电能质量指标低时,常造成一些事故,如补偿装置投不上,电容器使用寿命降低,电容器保护熔丝熔断,甚至发生串联谐振引起电容器的谐波过电压与过电流,导致电容器暴炸等。

另外用户电容器的管理目前仍按平均功率因数进行考核,电容器很少按电网实际情况投切,甚至只投不切,无形中使用电网电压失去了应有的调节程度,使电压偏差等电能质量指标难以控制。

谐波对用户自动控制装置有哪些影响?随着数字控制技术的大规模使用,很多精密负载对电能质量指标提出了更高的要求。

电能质量污染对这类设备的危害主要三个方面,即在设备的检测模块中引起入畸变量,干扰正常的分析计算,导致错误的输出结果。

另外还会对设备的硬件、如精密电机、开关电源等造成不可逆转的损坏。

干扰负载的保护回路造成误动作等。

谐波对居民生活用电有哪些影响?谐波引起电压波动的闪变产生脉冲磁场,使用电设备受到高能量冲击。

(1) 最直观的感觉就是引起照明灯光的电视画面忽明忽暗的闪烁,造成视觉疲劳(2) 引起冰箱、空调的压缩机承受冲击应力,产生振动,降低使用寿命。

(3) 影响有线电视、广播的信号正常传输,可能通过电磁感应的辐射造成干扰影响(4) 引起电能计量误差,造成不必要的电费损失等。

谐波对用电安全有哪些影响?(1)火灾影响(2)设备影响(3)通信影响电能质量对计算机系统有哪些影响?计算机系统的用电负荷一般只占整个建筑物用电负荷的一小部分。

在大多情况,民用建筑物内动力的照明负荷都是共用同一变压器低压电源同一段低压配电线路,因此,计算机系统会受到电能质量的影响的干扰。

计算机系统受电源影响的因数包括:(1) 电压波动的影响。

(2) 非线性负荷的影响。

(3) 操作过电压的暂态过电压的影响。

(4) 瞬变失电的影响。

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