諧波對各類用電設備的影響
由於集膚效應、磁帶、渦流等現象將隨著諧波次數的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。在一般通常的工業用戶中,各類電動機負載往往要占整個負載的80%—85%。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,使設備造成疲勞而過度損壞。
諧波對各類變壓器的影響:
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。
諧波對用戶供電係統中電纜的影響:
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,大大浪費了用戶的用電成本。又由於輸電導線不可避免的存在分布的線路電感和對地電容,當這類電感和電容與產生諧波的設備組成串聯或並聯回路時,會發生串聯諧振或並聯諧振。這類諧振產生的過電壓和過電流反過來又對上述相關設備造成很大的危害。
諧波對各類電力電容器(包括補償電容)的影響:
由於大部分電容器的電容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,有的電容器的電容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於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。
諧波對通信係統的乾擾影響:
通信係統少不了的換流設備和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,該頻段和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,甚至於在某些狀況下還會造成通信線路的中斷等嚴重後果。
諧波對自動化流水線、數控機床、工作母機類精密設備的影響:
眾所周知,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。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,引起設備不能工作。另外在這類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低了控製器的靈敏度。
諧波對整流器件的影響:
任何一種整流裝置在整流的每一導通和換相過程中都會產生電壓的突跳,從而形成大量的各次諧波存在,是公認的*大的諧波源。這些諧波在給整流設備、電抗器、整流變壓器帶來過熱、振動和噪音的同時,造成的電能的損耗是很大的,現單就給整流變壓器作為例子來說明具體損耗的百分率:
根據變壓器電能損耗公式
W(KWH)=M(磅)×△T(F)×H(小時)×0.293×〖10〗^(-3)
這裡W為由於變壓器溫度升高的電能損耗數;M為變壓器的質量,用磅表示;△T為溫度變換量,用華氏計算T=T_2-T_1=(T_2℃×9/5)—(T_1℃×9/5);H為工作小時;0.293為常數。
例如一個10.000KVA的整流變壓器,質量為10噸,約20000磅,T從20℃升高到40℃即40×9/5-20×9/5=36°F=△T,一年工作以8000小時計,則一年由於該變壓器溫升所消耗的電能為:
W=20000×36×8000×0.293×〖10〗^(-3)=1687680KWH(度)
以10000KVA的整流變壓器正常工作的負載率以90%計算,一年共耗電:10000×0.9×8000=72000000KWH(度)。則單單由於變壓器升溫所浪費的電能要占到總耗電的1687680/72000000=2.3%。
諧波對各諸如銀行、海關、證券公司、機場等大區域聯網作業的用戶的影響:
為確保大區域聯網工作的網絡平台能正常運行,UPS設備對這類用戶是必不可少的。但是UPS在整流充電過程中所產生的諧波一方麵會影響到計算機網絡中來,造成網絡莫名其妙的雪崩停機、出錯等。另一方麵,這些諧波反過來又使UPS中的蓄電池中的極板加速氧化,而逐漸失效,嚴重的將根本起不到不間斷電源的本身作用,從而對上述重要用戶帶來很大的損害。
諧波對雷達係統,測控設備的影響:
航天航空的地麵測控係統,雷達係統的正常工作關係到國家人民的利益,設備供電電源中任何瞬時脈衝、浪湧和諧波都會引起各尖精密測試儀器、控製係統一連串的不正常的反應,哪怕某一個繼電器的接觸點由於諧波造成接觸點表麵形成阻抗很小的氧化膜,使繼電器靈敏度降低而造成的危害將是無法彌補的。
諧波對各類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,大家都知道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,有些生產這類蓄電池的廠家也會由於出廠電池達不到設計值而想儘辦法。其實真正的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,而且使充電過程中的電能的浪費達到驚人的程度。
我們可以發現隨著電路係統中高科技設備(大多數是非線性用電負載)的日益增多,電路中的諧波等雜質會越來越多,通過對電路係統的分板、設計、安裝KYXBXZ新型電網諧波吸收裝置將達到驚人的效果。