諧波對輸配電設備的影響
1、諧波對變壓器的影響
由於諧波造成的變壓器鐵芯中的磁通量的減少和變壓器繞組中導線的集膚效應加大,也就是*通常的鐵損、銅損增加,必然造成變壓器工作溫度上升,形成惡性循環,降低效率。一般來說,諧波容易造成星形變壓器產生諧振現象,對三角形變壓器在繞組中形成環流而過熱。
2、諧波對供電電纜的影響
由於用戶係統中導線阻抗的頻率特性,導線的電阻會隨著頻率的升高而增加,又由於導線中集膚效應的作用,諧波會使得用戶自身供電係統中導線的附加損耗增加。尤其值得注意的是這類諧波還會使三相供電係統中的中性線的電流增大,導致中性線過載而引發故障。且大大浪費了電能,無謂的多交電費。
3、諧波對電動機的影響
由於集膚效應、磁滯、渦流等現象將隨著諧波次數增高而使得各類旋轉電機的鐵芯和繞組中產生的附加損耗增加。在一般的工業用戶中,各類電動機負載往往要占整個負載的70%—80%。由此可見,諧波對一般工業用戶會帶來很大的不必要的電能損耗。此外,諧波造成的電機轉子的脈衝轉矩也將使電機的轉軸產生扭曲振動,使設備疲勞過度而損壞。
4、諧波對電力電容器的影響
電容器對於高次諧波呈現低阻抗,從而在高次諧波的影響下很容易擊穿。有的電容器和係統電路中的感抗組成的諧振回路的諧振頻率等於或接近某次諧波分量的頻率時,就會使得諧波電流放大,引起電容器過熱,過電壓而不能正常工作,或加速電容器老化,縮短壽命。
5、諧波對通信係統的影響
通信係統的換流設備和UPS設備本身是很嚴重的諧波源。這類設備產生的諧波頻率一般在3-10KHZ之間,該頻段的諧波必然會乾擾載波通信的正常工作,由此產生的乾擾電壓將會嚴重影響通信線路的通信質量,甚至於在某些情況下還會造成通信線路的中斷等嚴重後果。
6、諧波對PLC等微電腦控製設備的影響
絕大部分的數控類設備都通過一係列的交直流電機,通過變頻調速來控製的。在此過程中諧波的瞬時脈衝會引起控製元件的誤動作,引發莫明故障,尤其是由於數控設備中的控製用芯片中的電容受到諧波的影響,很容易老化甚至短路,造成設備不能工作,使生產過程中斷。另外在精密加工設備的各類繼電器的接觸點上,在諧波的作用下很容易形成一個氧化碳膜層,既增加了接觸點的阻抗又大大降下低了控製器的靈敏度。總之,諧波電流引起電壓波型的畸變,對PLC、微電腦等精密**程序控製設備的影響很大,特彆是在自動化生產或流水線的場合,*終直接影響產品品質。
7、對低壓開關設備的影響
諧波的存在,使附加電流增大,導致保護器件因過流量大而容易燒壞。
8、諧波對蓄電池充電設備的影響
無論是UPS中的蓄電池還是汽車、地鐵、電動車甚至小到手機中的蓄電池,有一個普遍現象就是使用一段時間後蓄電池的蓄電量會大大低於原出廠標定值。其實,原因就是在蓄電池的充電過程中電源中由於整流、換流等非線性的原理,使諧波的含量很高,不但使各類蓄電池的極板表麵嚴重氧化而充電不足,導致蓄電池蓄電量下降,而且使充電過程中的電能的浪費達到驚人的程度。
9、諧波對企業電力測量準確性的影響
目前國內采用的電力測量儀表都是在工頻(50HZ)正弦波的情況下設計使用的。當存在諧波時,由於頻率和波型都發生極大的變化,將產生計量混亂,測量不準確。
諧波的綜合治理工作是一項節能環保的有益的工作。單純無功補償用的電容器組對諧波治理和抑製無能為力。並且,由於諧波的存在,設備電感與無功補償用的電容器組發生並聯諧振,及外係統感抗與無功補償用的電容器發生串聯諧振,使得諧波進一步放大,從而使得電壓和電流畸變更加嚴重。電氣線路的集膚效應,導致電纜、電線發熱,絕緣材料加速老化。消除電力電子裝置諧波汙染的工作,可稱之為當今技術應用的“綠色工程”。抑製甚至消除諧波,才能真正地實現節約電能、減少損耗,降低成本;提高效率、穩定生產、優化質量。