谐波电流对输配电系统的危害

      谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。
谐波电流对输配电系统的危害

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。

6、导致线路短路
      电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量(计量仪表的误差主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的遮断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸。

7、降低产品质量
      由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动, 使生产误差加大,降低产品的加工精度,降低产品质量。

8、影响通讯系统的正常工作
      当输电线路与通讯线路平行或相距较近时,由于两者之间存在静电感应和电磁感应,形成电场耦合和磁场耦合,谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰,从而降低信号的传输质量,破坏信号的正常传输,不仅影响通话的清晰度,严重时将威胁通讯设备及人身安全。
      谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。

9、对变压器的影响
      谐波电流流过变压器时,会导致变压器发出额外的热量,使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象,导致变压器的实际容量降低。在工业上,一些变压器的负荷主要是变频器、中频炉等谐波源设备,这时,发现变压器仅仅达到50%负荷时,就温度过高。在商业上,随着一些建筑物中的节能灯、以PC机为代表的信息设备等非线性负荷增加,变压器过热的现象也十分常见。
      过高的温度会缩短变压器的寿命。为了避免变压器过热,当负载是谐波源时,必须降额选用变压器(使变压器不工作在额定功率下)。一种专门用于谐波条件下的变压器称为k等级变压器,这种变压器的绕组和铁心都按照更大功率的情况进行设计,能够承受谐波电流产生的额外的热量。

10、对输电线路的影响
      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。
      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,零序电流和零序性的谐波电流(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。

11、对电力系统其它设备的影响
      对断路器的影响。谐波会使某些断路器的磁吹线圈不能正常工作,断路器的遮断能力降低,不能遮断波形畸变率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和重燃现象,导致断路器触头烧损。
          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,消弧线圈对谐波电流将可能不起作用,在接地点得不到的补偿,从而引发系统的故障扩大。

12、对电力用户的影响
      用电设备对系统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:对用户电动机产生影响;对用户补偿电容器产生影响;对用户自动控制装置产生影响;对居民生活用电产生影响;对用电安全造成威胁。另外,还包括对电信通信造成影响,对广播、电视及精密制造工业造成干扰和影响,这类干扰和影响有些表现在差模干扰和共模干扰,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地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原因。

13、对用户补偿电容器的影响
      电网无功配置容量中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,甚至发生串并联谐振,引发电容器的谐波过电压与过电流,导致电容器爆炸等。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运行情况投切,甚至只投不切,无形中使电网电压失去了应有的调节裕度,使电压偏差等电能质量指标难以控制。

14、对用户自动控制装置的影响
      随着数字控制技术的大规模使用,很多精密负载对受电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有三个方面,即在设备的检测模块中引入畸变量、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。

15、对电动机的影响
      谐波电流通过交流电动机,使谐波附加损耗明显增加,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和过载能力,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、11次等)对电机的影响与负序电压的效果一样。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。

 

其他新闻
  • 有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿,之所以称为有源, 顾名思义该装置需要提...
    2017-10-16
  • 交流电力系统可以看成是有功电源负荷和无功电源负荷两个并存且不可分割的电力系统。如果说交流系统运行的目的是传输和消费电能,那幺无功系统运行就是为此目的而不可缺少的手...
    2017-09-27
  • 跟着国民经济和科学技能的高速开展,冶金工业、化学工业和信息产业等现代化大工业和电气化铁路得到了大开展。这就使电力系统的负荷日趋复杂化和多样化,电网中非线性负荷(硅整...
    2017-12-25

全国咨询电话:0510-88273926
公司名称无锡弗莱森电气有限公司
公司地址无锡市新吴区招商城路99号
版权所有:Copyright © 无锡弗莱森电气有限公司 版权所有  备案号:苏ICP备17053902号-1

Copyright © 2017 无锡弗莱森电气有限公司 版权所有 Power by DedeCms
全国免费咨询电话:0510-88273926  公司地址无锡市新吴区招商城路99号