谐波产生的危害和治理

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1、谐波产生的危害和治理从严格的意义來讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余人于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单i频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义己经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念,才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆

2、变器等。1.无功功率的影响和谐波的危害1.1无功功率的影响(1)无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测虽仪表的尺寸和规格也耍加大。(2)无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，这是显而易见的。(3)使线路及变压器的电压降增人，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，便供电质量严重降低。1.2谐波的危害理想的公用电网所提供的电压M该是单一而I古I定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和

3、谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，人们对谐波及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染还需要严惩没有引起足够的重视。近三四十年來，各种电力电子装置的迅速普及应用，使用电网的谐波污染H趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方而。(1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大最的3次谐波流过屮性线时会使线路过热英至发生火灾。(2)谐波影

4、响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏。(3)谐波会引起公川电网小局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放人，这就使上述（1）和（2）的危害大大增加，甚至引起严重事故。（4）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。（5）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，便通信系统无法正常工作。由于电力电了器件的非线性和

5、波形非止弦的特点，由电力电了器件组成的电气传动自动化装置的电源侧（网侧）的电流不仅含有基波，还包含丰富的谐波，电控系统在整个运行期间功率因数偏低（一般在0.2—0.8之间），同时起动无功冲击大，引起电网电压发生波动，这些都会给电网的运行和效率带来不良的影响，同时也会对接在该公用电网屮的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。随着由电力电了器件组成的电气传动自动化装置的广泛应用和容量的不断增加，上述给公用电网和其他川电设备带來的不良影响（有人称之为电网污染或公害）日益显著。电控系统对电网的不利影响主要表现

6、在：1、起动无功冲击人，2、平均功率因数低。2•谐波电流的产生1.无功冲击将产生如下的不良影响1）使供电母线的电压产生波动，降低了机电设备的运行效率。2）人量无功使系统功率因数较低，浪费大量能源。变流设备的自然功率因数较低，一般只有0.7左右，造成供配电系统的电能损耗增加，发配电设备的利用率下降，企业的电费支出增加，降低了金业的经济效益。2•谐波电流对电气设备的危害1）谐波对供电变压器的影响谐波对供电变压器的影响主要是产牛附加损耗，温升增加，出力卜-降，影响绝缘寿命。2）谐波対旋转电机的影响谐波对旋转电

7、机的主要影响是产生附加损耗，其次产住机械振动，噪声和谐波过电压。3）谐波对电缆及并联电容器的影响，当产牛谐波放大时，并联电容器，将因过电流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。4）谐波对变流装登的彩响交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等，并通过正反馈而放大系统的电压畸变，使变流器工作不稳定，而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作，其至损坏变流设备。5）谐波对通信产生干扰，使电度计量产生误差。6）谐波对继电保护口动装置和计算机等也将产生不良影响。由以上分析口J以看出，电气传

8、动自动化装置产生的大量谐波电流和无功冲击会对用户本身及电网用电设备造成较严重的电压波动和谐波污染。这不仅带来运行隐患，威胁电网的安全稳定运行，还会给其他电气设备的运行带来不利影响。电力谐波治理要本着限制谐波源向公用电网注入谐波电流，将谐波电压限制在允许范阳内的原则，首先要掌握系统中的谐波源及其分布，限制其谐波在允许范阳内方可入网，未达标的必须采取治理捲施，以防谐波扩散。为此国际电工委员会（TEC）和美国TEEE都冇推荐标准，我国结合电网实际