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电 力系统中谐波的危害表现为哪些方面

作者:本站发布时间:2013-08-08点击次数:2115

电 网谐波造成电网污染,正弦电压波形畸变,使 电力系统的供用电设备出现许多异常现象和故障。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

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 波将威胁供配电系统的稳定与安全运行。

2、对电力设备的危害

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。

3、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。

4、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集肤效应越明显,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。

5、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。

6、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 于导体的集肤效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 运行过程中有可能造成误动作。

7、对 弱电系统设备的干扰

对于计算机网络、通信、有线电视、报 警与办公自动化等弱电设备,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 大量不平衡电流流人接地极,从而干扰弱电系统。

为 了防止谐波产生危害带来的影响,我们应该利用有源电力滤波器进行谐波治理。

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