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諧波對電力設(shè)備的危害知識

來源:上海譽(yù)至電子科技有限公司   2011年07月15日 16:09  

(1)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,通過電容器的電流增加得更大,,使電容器損耗功率增加,。對于膜紙復(fù)合介質(zhì)電容器,雖然答應(yīng)有諧波時的損耗功率為無諧波時損耗功率的1.38倍;對于全膜電容器答應(yīng)有諧波時的損耗功率為無諧波時的1.43倍,但假如諧波含量較高,超出電容器答應(yīng)條件,就會使電容器過電流和過負(fù)荷,損耗功率超過上述值,,使電容器異常發(fā)熱,,在電場和溫度的作用下絕緣介質(zhì)會加速老化。尤其是電容器投入在電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時,,還可能使電網(wǎng)的諧波加劇,,即產(chǎn)生諧波擴(kuò)大現(xiàn)象。另外,,諧波的存在往往使電壓呈現(xiàn)尖頂波形,尖頂電壓波易在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電,,且由于電壓變化率大,,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,。一般來說,電壓每升高10%,,電容器的壽命就要縮短1/2左右,。再者,在諧波嚴(yán)重的情況下,,還會使電容器鼓肚,、擊穿或爆炸。


 ?。?)對電力電纜的危害


  由于諧波次數(shù)高頻率上升,,再加之電纜導(dǎo)體截面積越大趨膚效應(yīng)越明顯,從而導(dǎo)致導(dǎo)體的交流電阻增大,,使得電纜的答應(yīng)通過電流減小,。另外,電纜的電阻、系統(tǒng)母線側(cè)及線路感抗與系統(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),,在一定數(shù)值的電感與電容下可能發(fā)生諧振。


 ?。?)對電力變壓器的危害


  諧波使變壓器的銅耗增大,,其中包括電阻損耗、導(dǎo)體中的渦流損耗與導(dǎo)


  體外部因漏磁通引起的雜散損耗都要增加,。諧波還使變壓器的鐵耗增大,,這主要表現(xiàn)在鐵心中的磁滯損耗增加,諧波使電壓的波形變得越差,,則磁滯損耗越大,。同時由于以上兩方面的損耗增加,因此要減少變壓器的實(shí)際使用容量,,或者說在選擇變壓器額定容量時需要考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量,。除此之外,諧波還導(dǎo)致變壓器噪聲增大,,變壓器的振動噪聲主要是由于鐵心的磁致伸縮引起的,,隨著諧波次數(shù)的增加,振動頻率在1KHZ左右的成分使混雜噪聲增加,,有時還發(fā)出金屬聲,。


  (4)對用電設(shè)備的危害


  對電動機(jī)的危害


  諧波對異步電動機(jī)的影響,,主要是增加電動機(jī)的附加損耗,,降低效率,嚴(yán)重時使電動機(jī)過熱,。尤其是負(fù)序諧波在電動機(jī)中產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場,,形成與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩,起制動作用,,從而減少電動機(jī)的出力,。另外電動機(jī)中的諧波電流,當(dāng)頻率接近某零件的固有頻率時還會使電動機(jī)產(chǎn)生氣械振動,,發(fā)出很大的噪聲,。


  (5)對低壓開關(guān)設(shè)備的危害


  對于配電用斷路器來說,,全電磁型的斷路器易受諧波電流的影響使鐵耗增大而發(fā)熱,,同時由于對電磁鐵的影響與渦流影響使脫扣困難,且諧波次數(shù)越高影響越大,;熱磁型的斷路器,,由于導(dǎo)體的集膚次應(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;電子型的斷路器,,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,額定電流降低得更多,。由此可知,,上述三種配電斷路器都可能因諧波產(chǎn)生。


  對于漏電斷路器來說,,由于諧波匯漏電流的作用,,可能使斷路器異常發(fā)熱,出現(xiàn)誤動作或不動作,。對于電磁接角器來說,,諧波電流使磁體部件溫升增大,影響接點(diǎn),,線圈溫度升高使額定電流降低,。對于熱繼電器來說,因受諧波電流的影響也要使額定電流降低,。在工作中它們都有可能造成誤動作,。


  (6)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)。


 ?。?)影響電力測量的準(zhǔn)確性


  目前采用的電力測量儀表中有磁電型和感應(yīng)型,,它們受諧波的影響較大。非凡是電能表(多采用感應(yīng)型),,當(dāng)諧波較大時將產(chǎn)生計量混亂,,測量不準(zhǔn)確。


 ?。?)諧波對人體有影響


  從人體生理學(xué)來說,,人體細(xì)胞在受到刺激興奮時,會在細(xì)胞膜靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生快速電波動或可逆翻轉(zhuǎn),其頻率假如與諧波頻率相接近,,電網(wǎng)諧波的電磁輻射就會直接影響人的腦磁場與心磁場,。


  當(dāng)電網(wǎng)的諧波污染程度小于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時,通常不會對系統(tǒng)造成影響,。隨著污染程度的增加,,諧波的影響就逐漸顯現(xiàn)出來。在諧波嚴(yán)重超標(biāo)的情況下,,假如不進(jìn)行諧波治理,,往往會產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。諧波源的特性非常復(fù)雜,,因?yàn)橹C波的產(chǎn)生不僅僅取決于產(chǎn)生諧波的負(fù)荷本身,,還與電網(wǎng)的短路容量、電網(wǎng)的組成形勢以及電網(wǎng)中的其他負(fù)荷的性質(zhì)有關(guān),。

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