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浅谈电力系统中谐波的危害

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浅谈电力系统中谐波的危害

发布日期:2015-11-24 作者: 点击:

高次谐波即是频率为基数倍的一系列波的“总汇”。工频体系的二次谐波频率为100HZ,三次谐波的频率为150HZ,顺次类比。电力体系中高次谐波与基波组成的结果是构成电网电压波形畸变的首要因素,高次谐波的畸变次数及振幅值的巨细,将决议对电网污染,损坏的程度,及对用电设备的损害巨细。高次谐波最首要来源于:个人计算机,各种硅整流设备、富含二极管(电容式)电源设备、电弧炉设备、中频电源设备、各种变频逆变器、斩波器等设备。其间对电网污染最重、对用电设备损害最大的当属可控硅中频电源和炼钢用的电弧炉设备。下面首要评论高次谐波的损害及预防措施。

高次谐波对各种电气设备的损害

非线性负载发生的谐波电流,可以在电力体系的某些设备上显着的反映出来,常见的有变压器和中性线。在电动机、发电机和移相电容器中也有些体现。因为电压畸变,所含的高频成份将构成发电、输电、变电、配电和用电设备过热、损耗增大、体系过电压、失控等。工频电流在输电导线截面内是均匀分布的,而高频电流则发生严惩的趋肤效应,使导线有用电阻增大。如300mm2导线,经过工频电流时,挨近中间一半工半面积上的电流密度为平均值的90%,外表一半面积上为100%,这时,电流密度为平均值的90%,外表一半面积上为110%,这时,电流在导体上的总的损耗为表里两有些之和。Ii2Ri+I02R0=((0.9/2)I)·22R+((1.1/2)I)2·2R=1.01I2R跟着频率的升高,趋肤效应也越来越加明显,有用电阻也越大。300HZ时为1.21倍,420HZ时为1.35I2R。因为电流波形畸变,流过导体的电流除基波外,又添加了高次谐波电流重量。接有很多非线性负载的电网损耗将增大,导体发热愈加严峻,体系用电设备也将作业不稳定等。

中性线:在三相四线制体系中,中性线将遭到接在相电压上的非线性负载的影响。在正常状况下,三相线性负载平衡时,中性线的电流为零。当存在非线性负载时,某些高次谐波即奇次谐波会在中性线里叠加起来。如由三次谐波序列构成的负载电流越来越多时,更多的未被抵消的电流将会在中性线中活动。在这种状况下,中性线的过电流还会在中性线和接地线间发生高于正常的电压下跌。若是中性线电流格外大,乃至超越其导线额定电流的80%,则必需要切除有些非必须负载,不然就必须添加中性线的截面积,这对三相四线制体系的安全和经济运转都是晦气的。电力线路,当谐波电流经过架空线时,能够发生串联谐振,乃至构成风险的过电压。电力电缆在谐波电压效果下,其绝缘材料会因所含的少数气体电离并经电气、机械、物理和化学变化而加快老化。绝缘强度降低,走漏电流增大,使寿数缩短。如正常工频电流电压下,寿数为25年,而在富含五次、七次谐波电流电压效果下,寿数仅为9年。谐波的损害可见通常。高频大幅度谐波还能够导致部分放电,发生内部击穿状况,对电力线路的损害愈加严峻。谐波对变压器的损害:当较高频率的电流写入变压器时,将发生趋肤效应和附近效应,在绕组中导致附加损耗与变压器铁芯有关的铁损亦有添加。所以变压器将发生相当大的热量。若是变压器一次侧接线为三角形,二次侧接线为星形,那么非线性负载将使该变压器接受额定过热之害。因为非线性负载使支路电流富含较多高次谐波电流,而诸奇数谐波电流不光不能抵消,反而会叠加,以谐波电流在中性线中活动。当该电流回来星形结线的二次绕组时,它被感应到角结线的一次绕组,并构成环流。这个环流变成发生额定热量的缘由,且对谐波电流自身发生的热量起滋长效果。谐波电压还会使变压器激磁电流增大,功率降低,功率因数变坏。当谐波电压长时间存在且较为严峻时,将会危及变压器主绝缘。对电容器的损害:因为电力体系线电压的畸变,电力电容器损耗添加、过热。电容器是频率的灵敏元件。电力电容器在电力体系中好像一个谐波吸收器,将使电容器严惩过电流。电容器和电力体系中的理性元件也能构成谐振电路,若是这个揩振回路的频率等于或挨近体系中某次谐波重量的频率,就会发生谐振,构成过电压、过热。谐波对感应电动机的损害首要是电压谐波畸变会使三相感应电动机过热,如长时间有谐波存在,将对电动机的运转寿数构成严峻危胁。谐波对配电盘的损害的根本预兆是发热,或是由过热构成损坏。在配电盘里,能够呈现的过热门是中性母线及其连接点,它们往往载有过量的中性线电流。谐波还会使各种表计差错加大,使电讯线路发生搅扰。高次谐波其它损害还有:使半导体器材自身有误触发、丢脉冲等,使电力体系无功功率添加,功率因数降低。一起对一些电子设备,仪器也将发生程度不同的影响,以至于不能正常运用。


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