浅析高次谐波产生原因分析及抑制措施

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浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施随着现代工业的快速发展,变频器已经成为工业生产中的常见设备,它能够改变交流电机的转速并实现对电机的精细控制。

变频器在提高生产效率的同时也带来了一些问题,其中之一就是高次谐波的产生。

高次谐波对生产设备和电网都会产生不利影响,因此有必要采取措施进行抑制。

一、变频器高次谐波的危害1. 对电网的影响变频器工作时会产生大量的高次谐波,这些高次谐波会被输入到电网中,影响电网的正常运行。

高次谐波会造成电网中电压和电流的畸变,导致电网的稳定性下降,甚至引起电网中的谐振和电网噪声。

高次谐波会对生产设备产生不利影响,例如会加速设备的老化,缩短设备的使用寿命;影响设备的工作性能和精度,导致设备的运行不稳定,甚至造成设备的故障和损坏。

长时间接触高次谐波可能对人体造成不良影响,例如影响人的视觉和听觉,导致头痛、疲劳等症状;还可能对人体的神经系统产生影响,引起失眠、焦虑等问题。

1. 选择合适的变频器在选购变频器时,应选择具有较好谐波抑制能力的产品。

市场上一些高端的变频器产品内置了滤波器等装置,能够有效抑制高次谐波的产生。

2. 安装滤波器对于已经使用的变频器,可以考虑在电网端或电机端安装滤波器,用以过滤掉高次谐波。

在变频器输出端安装无源LC滤波器是一种常见的做法,它能够有效地过滤掉变频器输出端的高次谐波。

3. 优化电网和设备的配置合理配置电网和设备,优化电网的拓扑结构,采用合适的配电设备,可以有效降低高次谐波对设备和电网的影响。

4. 加强维护和管理定期对变频器进行维护和管理,检查变频器的工作状态,及时发现并排除高次谐波问题。

可以采用在线监测系统对变频器的工作状态进行监测,及时发现谐波问题并进行处理。

5. 进行谐波分析和优化对已经存在高次谐波问题的生产系统,可以进行谐波分析,了解高次谐波的产生原因和分布特性,然后采取相应的优化措施,比如对系统进行重新设计或改进,以减少高次谐波的产生和传播。

变频器高次谐波对设备、电网和人体都会产生危害,因此需要采取有效措施进行抑制。

浅谈谐波的分析及抑制

浅谈谐波的分析及抑制

浅谈谐波的分析及抑制作者:戴斌来源:《科技资讯》 2012年第31期戴斌(太原供电公司山西太原 030001)摘要:由于非线性元件的存在,电力电网中产生大量的高次谐波,严重影响着电网质量和用电安全。

为了提高电网质量必须对电网进行谐波治理。

本文主要分析了电网中谐波产生的原因和当今几种抑制谐波的方法。

关键词:谐波补偿滤波中图分类号:TM714 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(a)-0063-01在现实生产生活中,往往对电网质量要求比较高的企业往往相对科技含量较高,创造的社会产值比较大,电网中高次谐波的存在,极大地影响了这些电力用户的正常运作,严重阻碍了企业的发展和社会财富的积累。

因此,电力系统的谐波治理是十分必要的。

谐波治理在当今社会生产中也越来越受重视,越来越多的企业在谐波治理方面投入更多的资金和精力。

1 电力系统高次谐波产生的原因和危害1.1 谐波产生的原因谐波的产生是因为电网中大量非线性元件的存在,例如各种电动机,整流装置,逆变器和各种感应炉等,这些非线性元器件在工作时会引起电源电压和电流畸变,产生大量的高次谐波分量的电压和电流。

其中,50 Hz为基波分量,100 Hz为二次谐波分量,150 Hz为三次谐波分量,以此类推。

同时,不同的非线性原件在电网中产生的主要谐波的分量不同,并且不同的高次谐波分量在电网中所表现出来的特性也各不相同。

此外,谐波电压和电流中所占比例较大的往往是次数较低的谐波分量。

1.2 高次谐波的危害高次谐波对电网危害巨大。

主要表现为,一方面影响产生谐波设备自身的正常运作。

例如电动机、变压器和发电机在运行中产生高次谐波谐波,过高的谐波电压有可能击穿绕组绝缘层;同时铁损和铜损也会因为高次谐波电流的存在而增加,从而导致设备正常运行时温度升高,降低设备的输出功率,甚至导致设备的使用寿命大大缩短。

另外,高次谐波会导致电机噪声增大,影响工作人员的正常生产,从而对产品质量造成影响。

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器是现代工业中常用的一种电力调节设备,它能够将固定频率的交流电源转换为可调节频率和电压的交流电源。

变频器具有体积小、效率高、响应快等优势,但同时也会产生一系列的谐波问题,高次谐波就是其中之一。

本文将对变频器高次谐波的危害以及抑制措施进行浅谈。

变频器产生的高次谐波对电网的稳定性和可靠性造成了危害。

高次谐波会引起电网中电压和电流波形的失真,导致电路的过电压和过电流现象,加剧了电网设备的损坏和寿命缩短,同时还会对其他电子设备产生干扰,影响设备的正常运行。

高次谐波对电动机的性能和工作效率造成了不利影响。

电动机是变频器的负载设备之一,高次谐波的存在会引起电动机的附加损耗和热量损耗,导致电机的效率下降,降低了电机的运行质量,并且增加了电机的热量,使得电机的温升升高,缩短了电机的使用寿命。

高次谐波还会对电气设备的保护和继电保护系统产生负面影响。

高次谐波会造成继电保护系统误动作,使得对设备的保护无法有效地进行,增加了设备故障的产生和扩大。

高次谐波还会对建筑物内部的供电系统造成波动,引发灯光的闪烁和干扰,给用电加载设备带来不稳定性。

尤其是对于对电源质量要求较高的场所,如医院、实验室等,高次谐波的存在会对设备和人员的安全造成潜在风险。

为了减少高次谐波对电网和电气设备的危害,可以采取以下几种抑制措施:1. 采用谐波滤波器。

谐波滤波器是一种用于抑制谐波电流和谐波电压的设备,可将谐波电流引导至地线,从而减少高次谐波的产生和传播。

2. 优化变频器的电路设计。

通过合理设计变频器的电路结构和参数选择,减少谐波的产生和传播,降低对电网和电气设备的影响。

3. 增加变频器的滤波器。

在变频器的输入和输出端增加滤波电容或滤波线圈,减少谐波成分的传导,降低高次谐波的幅值。

4. 合理选择变频器的工作频率。

根据实际需求,选择合适的变频器工作频率,避免谐波频率与电网频率或其他设备频率的共振现象。

变频器高次谐波的危害是不可忽视的,对电网和电气设备的稳定性和可靠性带来了很大的威胁。

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器高次谐波对电力系统的危害体现在以下几个方面:1. 电力系统的谐波污染:变频器高次谐波会导致电力系统中谐波电压和谐波电流的增加,从而引起谐波污染。

谐波污染会导致电力设备的运行不稳定,降低电力系统的安全可靠性和供电质量。

2. 会对电力设备造成损害:变频器高次谐波会使电力设备内部发生谐波电流流动,引起设备内部的电压和电流过大,从而加速设备的老化和损坏,缩短设备的使用寿命。

3. 产生不正常的感应和电磁干扰:变频器高次谐波还会引起感应和电磁干扰,对周围的设备和系统产生不正常的影响,影响设备的正常运行。

1. 采用谐波滤波器:谐波滤波器是一种专门用于抑制高次谐波的设备,能够降低变频器高次谐波的电压和电流,减少谐波对电力系统和设备的危害。

2. 安装隔离变压器:在使用变频器的设备中,可以安装隔离变压器来隔离变频器的高次谐波,降低谐波对系统和设备的危害。

3. 提高设备的设计和制造质量:在变频器的设计和制造中,采用合适的材料和工艺,提高系统的抗电磁干扰能力,降低变频器对电力系统的谐波污染。

4. 优化电力系统的设计和运行:在电力系统的设计和运行过程中,合理安排设备的位置和连接方式,避免谐波的传导和聚集,降低谐波对系统的影响。

除了以上措施,还可以根据实际情况采取其他一些办法,比如改进变频器的控制算法,减少谐波输出;优化电容器的设计和选择,提高电容器的负载适应能力等等。

变频器高次谐波对电力系统和设备会产生很多危害,包括谐波污染、设备损坏和电磁干扰等。

为了减少这些危害,我们可以采取一些抑制措施,如安装谐波滤波器、隔离变压器等。

也需要优化电力系统的设计和运行,提高设备的设计和制造质量。

这样才能有效降低变频器高次谐波带来的危害,提高电力系统的安全可靠性和供电质量。

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器是一种用于改变电源频率的电器设备,广泛应用于电机驱动、电力电子设备等领域。

在变频器的工作过程中会产生高次谐波,而高次谐波的存在会给电力系统带来危害。

本文将从高次谐波的危害和抑制措施两个方面进行探讨,并给出一些相应的解决方案。

变频器产生的高次谐波对电力系统的危害主要有以下几个方面。

1. 电力系统损耗增加:高次谐波会导致系统电源供应波形变形,进而增加系统中电能传输线路和设备的损耗。

特别是在电子产品大量使用的现代化设备中,高次谐波的存在会导致设备工作效率低下,使用寿命缩短。

2. 系统电能质量下降:高次谐波会导致系统电压波形变形,从而引起电能质量下降。

高次谐波会造成电压失真,使得供电电压与设备额定电压不匹配,进而引起设备故障。

3. 对其他设备的干扰:高次谐波会通过电力系统传导和辐射的方式影响到其他设备,造成其工作异常。

尤其是对于精密仪器、控制设备等敏感设备来说,高次谐波的干扰会导致其工作不稳定、数据误差等问题。

为了抑制变频器产生的高次谐波,可以从以下几个方面进行措施。

1. 滤波器:在变频器的输出端或者输入端加装合适的滤波器,可以有效地抑制高次谐波。

滤波器的主要作用是将高次谐波滤除或减小到安全范围内。

在选择滤波器时,需要考虑其频率特性和功率容量等因素。

2. 分析和设计:在变频器的设计过程中,可以通过仿真和分析的方式来预测高次谐波的产生,并采取相应的措施,如优化输出滤波器、改进控制策略等,以减小高次谐波的产生。

3. 优化电网:改善电力系统的供电条件,可以减小高次谐波的影响。

合理布置电力设备,减小谐波传导和辐射的路径,也能有效地抑制高次谐波的传播。

4. 教育和培训:加强对变频器高次谐波危害和抑制措施的教育培训,提高从业人员对高次谐波的认识和理解,培养其解决和处理高次谐波问题的能力。

变频器产生的高次谐波对电力系统和相关设备都会带来危害。

我们需要重视高次谐波问题,采取相应的措施进行抑制。

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器是现代电气控制系统中常用的一种装置,可将电能转换为可调频率和可调幅度的交流电能。

变频器在工业生产中具有广泛应用,但其工作过程中会产生高次谐波,并对电力系统和设备带来一定的危害。

本文将从危害和抑制措施两个方面进行讨论。

高次谐波对电力系统和设备的危害主要表现在以下几个方面:1. 电力系统稳定性:高次谐波会导致电压和电流波形畸变,使电力系统中的谐振频率不断增加,从而影响系统的稳定性。

特别是在输电线路和变压器中,高次谐波会引起过电压和过电流等问题,加速设备老化和损坏。

2. 电力质量下降:高次谐波会降低电力系统的功率因数,增加线路损耗和设备的运行成本。

谐波也会影响计量装置的准确性,导致电度表误差,进一步影响到用电计量和费用计算。

3. 电器设备故障:高次谐波会使电器设备内部产生电压和电流的不均衡,导致设备过热、绝缘损坏、线圈短路等故障。

特别是对于精密电子设备,如计算机和PLC控制器等,谐波会导致设备工作不稳定,甚至损坏设备。

为了降低高次谐波对电力系统和设备的影响,可以采取以下几种抑制措施:1. 滤波器:安装谐波滤波器可以有效抑制高次谐波。

谐波滤波器通过在电路中串联或并联电感、电容等元件,使高次谐波得到滤除。

滤波器的选型和设计需要根据具体的谐波特性和载波频率进行。

2. 综合布线:合理的电气布线可以降低高次谐波的传播和干扰。

通过分析电力系统的谐波来源和传播路径,合理规划电气布线和设备位置,可有效减少高次谐波对其他设备的影响。

3. 地线设计:良好的地线设计和接地系统可以提供低阻抗的回路,有利于高次谐波的分散和消除。

合理选择接地导体材料和断面积,将接地系统与保护接地分开设计,可以减少高次谐波的共模传播。

4. 敏感设备保护:对于精密电子设备,可以安装专用保护措施,如电磁兼容滤波器、避雷器等,以提供额外的保护和抑制高次谐波的干扰。

变频器产生的高次谐波对电力系统和设备都带来一定的危害。

变频器高次谐波抑制措施

变频器高次谐波抑制措施前言变频器是现代工业中普遍应用的电力调节和转换设备,尤其是在运动控制领域。

然而,使用变频器会导致高次谐波的产生,这些谐波将对设备、电网和其他设备造成负面影响,应该引起足够的重视。

因此,本文将讨论变频器高次谐波的产生及其对设备和系统的影响,并介绍抑制高次谐波的措施。

变频器高次谐波的产生变频器将交流电源转换成可调节的直流电源,然后通过逆变器将直流电源转换为可调节的交流电源。

然而,在逆变器输出的脉冲宽度调制 (PWM) 信号中,会产生频率高于基波频率的谐波。

这些谐波对设备和电网会产生不良影响,特别是在高功率和高速应用中。

变频器可能产生 5 至 40 倍于基波频率的高次谐波,这取决于 PWM 与逆变器拓扑、输出滤波器和负载的特性。

每个谐波序列可以进一步分为不同的模式,如交叉模式和共模模式。

高次谐波的不良影响高次谐波的存在将导致以下问题:1.会增加系统的噪声水平并降低通信系统的可靠性;2.在某些情况下,可能引起震动和噪声问题,从而影响系统的机械稳定性;3.可以降低电力传输系统的效率并导致能量损失;4.会纠缠和干扰其他电气设备,导致它们的失效。

因此,必须采取措施来抑制变频器产生的高次谐波。

抑制高次谐波的措施以下是抑制变频器高次谐波的措施:1. 增加输出滤波器适当的输出滤波器可以在一定程度上抑制高次谐波。

通常使用 LC 滤波器作为输出滤波器,可以削减高次谐波的幅值,最大限度地保护负载和电源。

需要注意的是,滤波器的设计需要考虑到负载的电流和逆变器的交叉模式与共模模式。

2. 采用多电平逆变器多电平逆变器是在逆变器输出增加多级电平的电源转换器。

这种拓扑结构可以有效地抑制高次谐波,使输出波形更接近正弦波,从而提高电气设备的运行效率和可靠性。

3. 采用多电平 PWM多电平 PWM 是一种抑制高次谐波的有效方法。

通过增加多个级联输出电平,可以有效消除谐波分量。

此外,使用多电平 PWM 还可以减小逆变器谐波产生的发热量,减少设备的故障率。

谐波产生的原因危害和抑制措施

谐波产生的原因危害和抑制措施0前言随着电力电子技术的飞速发展,各种新型用电设备越来越多地问世和使用,高次谐波的影响越来越严重。

电力系统受到谐波污染后,轻则影响系统的运行效率,重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。

以前,电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率,现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一,正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。

因此,研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。

1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:(1)可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用,晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。

(2)设备设计思想的改变。

过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。

现在为了竞争,对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。

例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段,而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。

2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重,谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加,其危害波及全网,对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。

现将对具体设备的危害分析如下:(1)交流发电机。

同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗,热损耗除谐波电流铜损I2nR以外,还由于电流的集肤效应,产生附加损耗,对转子引起热损耗增大。

对大型汽轮发电机来说,若发生多次谐波振荡,谐波电流超过额定电流的25%时,由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。

对变压器来说,铁芯产生热损耗,尤其是涡流损耗大,在变压器绕组中有谐波电流,在铁芯中感应磁通,产生铁损。

(2)架空线路谐波电流产生热损,较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭,导致单相重合闸失败。

电缆中的谐波电流会产生热损,使电缆介损、温升增大。

(3)电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗,加快电力电容器绝缘老化。

浅析谐波产生的原因-影响及抑制措施

浅析谐波产生的原因\影响及抑制措施摘要:随着高科技的飞速发展,各种新型用电设备也不断地问世和使用,致使产生的高次谐波越来越多。

而电力系统受到谐波影响后,轻则影响系统的运行效率,重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。

本文主要对谐波的产生与危害进行分析,并对店里系统抑制谐波的措施进行探讨,从而保证供电质量。

关键词:谐波;产生原因;影响;抑制措施一、谐波的概念谐波是指对周期性交流分量进行傅立叶级数分解,得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量。

通俗地说谐波是一个周期电气量的正弦分量,其频率为基波频率的整数倍。

二、谐波的产生(一)以电力电子元件为基础的开关电源设备,如:各种电力变流设备(整换流装置、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备、电力机车、家用电器等,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等共矿企业以及各式各样的家用电器中。

(二)具有铁磁饱和特性设备,如变压器、电抗器等;变压器中的谐波电流是由励磁回路的非线性引起的,正常情况下,所加电压为额定电压,铁芯工作在线性范围内,谐波电流含量不大,但在轻载时电压升高,铁芯工作在饱和区,此时谐波电流就会大大增加。

在变压器正常工作过程中,如果有暂态扰动、负载剧烈变化都会产生大量谐波。

三、谐波的危害一般来讲,具有非线性特性或者对电流进行周期性开闭的电气设备对容量相对较大的电力系统影响不很明显,而对容量小的系统,谐波产生的干扰就不可忽视,谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。

谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在:(一)对供电线路的影响谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。

由于集肤效应和邻近效应,使线路电阻随频率增加而提高,造成电能的浪费;由于中性线正常时流过电流很小,故其导线较细,当大量的三次谐波电流流过中性线时,会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。

高次谐波及其检测抑制措施

高次谐波及其检测抑制措施1 谐波及其产生按国际上公认谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波的倍数”。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍数,也常称它为高次谐波。

除了特殊情况外,谐波的产生主要是由于大容量电力和用电整流或换流,以及其他非线性负荷造成的。

这些电力或用电设备从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量。

其谐波电流值实际上和50 Hz基波电压值和供电网的阻抗几乎无关。

因此,对大多数谐波源视作为恒流源,它们与 50 Hz 基波不同,后者一般是恒流源。

现代电力系统中发电机和变压器在正常稳态运行条件下,它们本身不会造成电网中电压或电流的较大畸变,虽然在暂态扰动时(例如系统发生短路故障时、切合空载或空载投入变压器时)以及超出其正常工作条件时(例如变压器运行在其额定工作电压以上时)将可能增大其产生的谐波含量。

系统中主要的谐波源是各种整流设备、交直流换流设备、电子电压调整设备、电弧炉、感应炉、现代工业设施为节能和控制使用各种电力电子设备、非线性负荷以及多种家用电器和照明设备等。

电气铁道机车采用的大容量单相整流供电设施,除了产生大量谐波电流外,还对三相交流供电系统产生不平衡负荷和负序电流、电压。

这些负荷都使电力系统的电压和电流产生畸变,并对电力设备和广大用户设备及通信线路产生危害或干扰影响。

值得注意的是电视机也是一个谐波源,据测试,黑白电视机的谐波总含量达基波电流的90%,而彩色电视机的谐波电流更高,达基波电流的122%,它们的单台容量虽然不大,但数量众多,且大都在同一时间投入使用,其造成的谐波危害不容忽视。

由于谐波的危害性,所以许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准,或由权威机构制定限制谐波的规定。

世界各国所制定的谐波标准大都比较接近。

国家技术监督局于1993年发布了中华人民共和国国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》,该标准从1994年3月1日起开始实施(下面内容均引自该标准)。

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浅析高次谐波产生原因分析及抑制措施【摘要】通过对电力系统高次谐波产生的原因及危害的研究分析,着重探讨电力系统抑制谐波的措施。

【关键词】高次谐波;分析;抑制措施
0.前言
随着高科技的飞速发展,各种新型用电设备也不断地问世和使用,致使产生的高次谐波越来越多。

而电力系统受到谐波影响后,轻则影响系统的运行效率,重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。

正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。

因此,研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。

1.谐波产生的原因
在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:
1.1整流装置和调压装置的广泛使用,以及晶闸管在家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。

1.2设计设备理念的变化。

过去倾向于采用在额定情况以下工作,现在为了参与竞争,对电气设备倾向于采用在临界情况下的设计。

例如在设计中,为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的情况下,而在这种情况内运行会导致激磁材料波形严重畸变。

2.谐波在电力系统中的危害
2.1对供配电线路的危害
2.1.1影响线路的安全稳定运行
供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护,使得在故障情况下保证线路与设备的安全。

由于电磁式继电器、感应式继电器在谐波影响下有时导致继电保护误动作,不能全面有效地起到保护作用。

晶体管继电器虽有许多优点,容易受谐波影响,产生误动或拒动。

这样,谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。

2.1.2影响电网的质量
电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。

如:配电系统中的中性线,由于空调、电磁炉等负载,会产生大量的奇次谐波,其中3次谐波的含量较多,可达4096;三相配电线路中,相线上3的整数倍谐波在中性线上会叠加,使中性线的电流值可能超过相线上的电流;另外,相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率,从而降低电网电压,浪费电网的容量。

2.2对电力设备的危害
2.2.1对电容器的危害
当电网存在谐波时,投入电容器后其端电压增大,通过电容器的电流增加得更大,使电容器损耗功率增加。

如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,使电容器异常发热,在电场和温度的作用下,绝缘介质会加速老化。

另外,谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形,尖顶电压波易在介质中诱发局部放电,且由于电压变化率大,局部放电强度大,对绝缘介质更能
起到加速老化的作用,从而缩短电容器的使用寿命。

一般来说,电压每升高10%,电容器的寿命就要缩短1/2左右。

再者,在谐波严重的情况下,还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

2.2.2对电力变压器的危害
谐波使变压器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。

谐波还使变压器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,谐波使电压的波形变得越差,则磁滞损耗越大。

同时由于以上两方面的损耗增加,因此要减少变压器的实际使用容量,或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量。

除此之外,谐波还导致变压器噪声增大。

变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的,随着谐波次数的增加,振动频率在lkhz左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声。

2.2.3对电力电缆的危害
由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小。

另外,电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联,提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与电容下可能发生谐振。

2.3对用电设备的危害
2.3.1对电动机的危害
谐波对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降
低效率,严重时使电动机过热。

尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力。

另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声。

2.3.2对低压开关设备的危害
由于受谐波电流的影响,使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且谐波次数越高影响越大,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作。

对于电磁接触器来说,谐波电流使磁体部件温升增大,影响接点,线圈温度升高使额定电流降低。

对于热继电器来说,因受谐波电流的影响也要使额定电流降低。

在工作中它们都有可能造成误动作。

2.3.3对弱电系统设备的干扰
对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰。

其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡电流流入接地极,从而干扰弱电系统。

2.3.4影响电力测量的准确性
目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型,它们受谐波的影响较大。

特别是电能表(多采用感应型),当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确。

2.4谐波对人体的影响
从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与谐波频率相接近,电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。

3.电力系统抑制谐波的措施
为了把谐波对电力系统的干扰(污染)限制在系统可以接受的范围内,我国和国际上分别颁布了《电力系统谐波管理暂行规定》和“iec标准”,明确了各种谐波源产生谐波的极限值。

3.1加装串联电抗器
电力部门和用户均应校核接入电网的电力电容器组是否会发生有害的并联谐振、串联谐振和谐波放大,防止电力设备因谐波过电流或过电压而损坏。

为此,电力部门和用户所安装的电力电容器组,应根据实际存在的谐波情况,采取加装串联电抗器等措施。

3.2装设由电容、电感及电阻组成的单调谐滤波器和高通滤波器
单调谐滤波器是针对某个特定次数的谐波而设计的滤波器,高通滤波器是为了吸收若干较高次谐波的滤波器。

应装设的滤波器类型、组数及其调谐频率(滤波次数),可由具体计算决定。

3.3增加整流相数
高次谐波电流与整流相数密切相关,即相数增多,高次谐波的最低次数变高,则谐波电流幅值变小。

一般可控硅整流装置多为6相,为了降低高次谐波电流,可以改用12相或36相。

当采用12
相整流时,高次谐波电流只约占全电流的l%,危害性大大降低。


2台以上整流变压器由同一段母线供电时,可将整流变压器一次侧绕组分别交替接成y型和△形,这就可使5次、7次谐波相互抵消,而只需考虑l1次、13次谐波的影响。

由于频次高,波幅值小,所以危害性减小。

4.结论
4.1谐波的发生会影响整个电力系统的运行,对系统安全稳定运行造成危害。

4.2对于谐波的管理要制定用户电压谐波含量限制标准,采取相应措施,严格控制,净化电力系统环境。

4.3在日常工作配置中,提高pt与ct的精确度,尽量避免误差的产生。

4.4加强对电网发供电运行状况的监视,避免电器设备受谐波的影响而发生故障,在电网谐波量较高的地点,要逐步安装谐波警报指示器以便进一步分析谐波情况,并采取措施,保证电力设备安全运行。

【参考文献】
[1]电力系统谐波管理暂行规定.
[2]供用电系统.中国电力出版社.
[3]电压波动与闪变.中国电力出版社.。

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