諧波對用電設施的危害

1．對電容器補償裝備的危害：

為提高係統功率因數，通常需裝設並聯電容器組。在工頻頻率下，這些電容器的容抗比係統感抗大的多，不會產生諧振。但對高次諧波，係統感抗大大增加，，而容抗減小，就有可能產生並聯或串聯諧振。這種諧振會使諧波電流放大幾倍至幾十倍，對係統特彆是對電容器的壽命有很大影響。

2．對電表的危害：

采用均方根值和平均值測量原理的電流表、電壓表及電量變送器均會受到諧波影響，產生精度偏差，其中奇次諧波引起的偏差遠大於偶次諧波，電壓表誤差大於電流表誤差。采用有效值原理的測量儀表可以獲得較寬的頻率特性。同樣，諧波對相位測量、功率因數測量儀表影響較大。

電工測量儀表通常是按工頻正弦設計。其中常見的感應式電能表頻率響應很差，記錄三次諧波功率時約差20％記錄五次諧波功率時相差可噠40％左右。有些用戶配電係統中含有大量諧波源，可向電網反送諧波有功功率，可能造成實付電費高於它所消耗的基波有功功率的應付電費。而無諧波源的用戶在接受含諧波電壓的電源供電時，會由於負載產生的額外的諧波損耗而多付電費。

3．對弱電係統的危害：

1）各種裝有微電子控製的裝置的辦公電器均會受到諧波影響，嚴重時可造成電子芯片燒毀。電視機、顯示器易受高頻諧波乾擾，出現閃爍和異常色帶。另外，間諧波電壓能引起圖象翻滾，對陰極射線管的圖象產生周期性的放大和縮小。

2）各類以電源電壓過零點為基準的計時器，在諧波電壓含有量較高時，電壓過零點增多，計時會出現正誤差。

3）當建築的通訊係統等弱電係統線路采用金屬管、金屬線槽敷設或采用屏蔽線纜時，諧波通過電磁感應耦合、靜電感應偶合方式的乾擾基本可以排除。但弱電設備的電源部分如交換機電源、樓控係統DDC現場電源等會受到零線上的諧波乾擾，嚴重時可燒毀電源模塊。部分超聲波傳感器等可能受到影響無法正常工作。

4）計算廠家一般規定其產品允許接受饋電電壓的THDU為3～5％，電壓峰值和有效值之比必須在1.41±0.1範圍內。嚴重的諧波電壓畸變可導致計算機及其UPS工作失常。諧波會使計算機的圖形畸變，畫麵亮度發生波動變化，並使機內的元件出現過熱，使計算機及數據處理係統出現錯誤。

4．對氣體放電燈具的危害：

氣體放電燈具自帶的補償電容，在諧波電流含有率高時，會發熱並減少壽命。

5．對用電設備的危害

諧波同樣會乾擾變頻裝置、軟啟動器等設備的控製係統，嚴重時可使可控矽裝置不能正常運行。熱磁型空氣斷路器脫扣值基本不受諧波電流的影響。但當係統中含有大量諧波電流時，電流過零點處的DI／DT比基波電流時增大很多，可能使端路器分斷能力下降。同樣情況下，使接觸器觸頭燒蝕現象加重。采用電子式脫扣器的空氣斷路器，其測量用電子線路存在受諧波乾擾的可能。由此可見，諧波治理對一般工業用戶會帶來很大的不必要的電能損耗。

6．對配電係統的危害：

對配電的影響主要表現在線路損耗增加，增加功率損耗。同時諧波電壓產生的尖峰加速線纜絕緣的老化，引起浸漬絕緣的局部放電，溫升增大，縮短線纜使用壽命。民用建築常見的三次諧波在N線上的積累，極易造成N線的過載。由於大部分情況下，配電係統在N線上不設置保護裝備，N線的超負荷運行，埋下了火災隱患。

7．對變壓器的危害；

諧波電流使變壓器的銅耗增加，特彆是3次及其倍數次諧波對三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環流，使繞組過熱；對全星形連接的變壓器，當繞組中性點接地，而該側電網中分布電容較大或者裝有中性點接地的並聯容器時，可能形成3次諧波諧振。其次是產生機械震動、噪聲和諧波過電壓。

8．對繼電保護裝置的危害：

繼電保護裝置采用電磁型和感應型繼電器時，基本不受諧波影響。整流型和晶體管型繼電器對諧波較為敏感，有可能引起誤動作。目前在中壓係統大量應用的組合式過流繼電器多為晶體管型，其中有些產品設置湧流等功能，能夠通過對變壓器的投切造成的勵磁電流中特定次數諧波進行檢測，避免湧流造成的誤動作，差動幾電器、零序及負序繼電器由於整定值小，易受諧波電流影響。

9．對電動機危害：

諧波電流產生的諧波轉矩對電動機的平局轉矩的影響不大，但諧波會產生顯著的脈衝轉矩，可能出現電機轉軸扭曲震動的問題。諧波對旋轉電動機的危害主要是產生附加的損耗和轉矩。由於集膚效應、磁滯、渦流等隨著頻率的增高而使在旋轉點機的鐵心和繞組中產生的附加損耗增加。

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。諧波治理工作是一項節能環保的有益的工作。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。