[摘抄]谐波有什么危害?
hsunway
hsunway Lv.2
2006年02月22日 12:53:46
只看楼主

电网谐波造成电网污染,正弦电压波形畸变,使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障,情况日趋严重。谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的,概括起来有以下几个方面: 1. 对供配电线路的危害 (1) 影响线路的稳定运行 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。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作,因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点,但由于采用了整流取样电路,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。

电网谐波造成电网污染,正弦电压波形畸变,使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障,情况日趋严重。谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的,概括起来有以下几个方面:
1. 对供配电线路的危害
(1) 影响线路的稳定运行
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。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作,因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点,但由于采用了整流取样电路,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) 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。如民用配电系统中的中性线,由于荧光灯、调光灯、计算机等负载,会产生大量的奇次谐波,其中3次谐波的含量较多,可达40%;三相配电线路中,相线上的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. 对电力设备的危害
对电力电容器的危害
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。对于膜纸复合介质电容器,虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值,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。尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时,还可能使电网的谐波加剧,即产生谐波扩大现象。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。
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1KHZ左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声。
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。
对用电设备的危害
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。
对低压开关设备的危害
对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易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;热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定电流降低与脱扣电流降低;电子型的断路器,谐波也要使其额定电流降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定电流降低得更多。由此可知,上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。
对于漏电断路器来说,由于谐波汇漏电流的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作。对于电磁接角器来说,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。
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。
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。
谐波对人体有影响
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。
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wzfff8@co163
2006年02月22日 13:24:57
2楼
对于我们的用电设备来说,谐波最主要的来源是变频器变频调速产生的奇次谐波,对于用电质量不利。
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ccc678
2006年02月22日 14:21:22
3楼
谢谢楼主!收下了。
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ztszhou
2006年02月22日 15:13:10
4楼
可能引起电力系统内的共振现象;电容器或电抗器的过热与损坏;继电保护装置误动;计量装置不准确以及产生通讯干扰等。
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ztszhou
2006年02月22日 15:15:54
5楼
可能引起电力系统内的共振现象;电容器或电抗器的过热与损坏;继电保护装置误动;计量装置不准确以及产生通讯干扰等。
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summer911
2006年02月22日 22:57:56
6楼
能告知谐波的一些常见成因和解决方法吗?
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hsunway
2006年02月24日 15:55:53
7楼
好的,我继续找这方面的资料贴上来,希望大家也更积极的跟贴,共同学习
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hsunway
2006年02月24日 15:57:06
8楼
我国对谐波是如何控制的
我国已于1993年颁布了限制电力系统谐波的国家标准《电能质量:公用电网谐波》,规定了公用电网谐波电压限值和用户向公用电网注入谐波电流的允许值(见表1及表2)。
电压或电流的正弦波形受谐波影响而畸变的程度用谐波电压或电流含有率表示:
HRVn=(Un/U1)100%
HRIn=(In/I1)100%
式中 Un、In为第n次谐波电压、电流有效值;
U1、I1为基波电压、电流有效值。
表1 公用电网谐波电压(相电压)极限值
电网标称电压kV 电压总谐波畸变率% 各次谐波电压含有率
奇次 偶次
0.38 5.0 4.0 2.0
6(10) 4.0 3.2 1.6
35(66) 3.0 2.4 1.2
110 2.0 1.6 0.8
表2 注入公共连接点的谐波电流允许值
标准
电压
kV 基准短路
容量
MVA 谐波次数及谐波电流允许值(A)
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12
6 100 43 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.1 13 6.1 6.8 5.3 1. 4.7 9.0 4.3 4.9 3.9 7.4 3.6 6.8
10 100 26 20 13 20 8.5 15 6.4 6.8 5.1 9.3 4.3 7.9 3.7 4.1 32 6.0 2.8 5.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.1
35 250 15 12 7.7 12 5.1 8.8 3.8 4.1 3.1 5.6 2.6 4.7 2.2 2.5 1.9 3.6 1.7 3.2 1.5 1.9 1.4 2.7 1.3 2.5
66 500 16 13 8.1 13 5.4 9.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2.7 5.0 2.3 2.6 2.0 3.8 1.8 3.4 1.6 1.9 1.5 2.8 1.4 2.
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byq0459
2006年02月25日 10:38:47
9楼
我们公司专门作无功补偿设备和谐波治理设备的,谐波的危害不言而喻,谐波的产生主要是因为大量的非线性元件接入到电网中,例如ups变频器、整流器、晶闸管等接入到电网中就会产生谐波,根据晶闸管的数量产生不同频率的阶次谐波,谐波的危害可以表现在对电容器的损害,电容器和负载产生的谐波发生并联谐振,对谐波进行放大,这样的情况下就容易引起过电流,过电压,过温度,造成电容器的损坏和降低电容器的使用寿命,公共电网当中也存在一定量的谐波,这时候电容器和电网谐波发生串联谐振,同样会对电容器造成影响,我们公司针对谐波采取的解决办法就是在电容器前面串联电抗器,因为大家知道,电容器的容抗是随着频率的提高而降低的,电抗器的电感是随着频率的增高而增高的,所以在电容器前面串联电抗器能够达到对谐波进行阻挡、吸收和消除的目的,有针对谐波的问题欢迎交流,我的QQ号码544833576,电话13304641650,本人姓边
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cumtcadom
2006年03月28日 14:58:54
10楼
辛苦了
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fxf116
2006年05月24日 13:26:28
11楼
不错,
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