谐波的危害是什么?

2022-05-18 14:31:40 admin 31

电网中谐波主要来自于两方面:用户的非线性负荷和电源系统。随着电力电子技术发展,供电系统中增加了大量非线性负载,从低压小容量家用电器到高压大容量的工业交、直流变换装置都有着广泛应用。非线性用电设备已是产生谐波的主要原因。

1)系统中交流发电机内部定子和转子间的气隙,由于受到铁心齿、槽和工艺的影响,分布不均匀,虽然各相电势的波形对称,但三相电势中含有一定数量的奇次谐波;

2)电网中大量变压器的励 磁电流含有奇次谐波成分,当变压器空载或过励磁时则更为严重,并由此构成了主要的稳定性谐波源;

3)电网中投切空载变压器或电容器时,其合闸涌流注入电网也会形成突发性的谐波源。

谐波对电网的危害

电网中产生的谐波达到一定的程度时,会对电网运行、电网中电气设备以及连接的负载都会产生危害,主要表现在以下几个方面:

谐波对电网运行的危害主要有:

1)谐波可使电力系统发生电压谐振,从而在线路上产生谐振过电压,这就有可能使线路和设备的绝缘被击穿,造成短路事故;

2)谐波还可造成系统的继电保护和自动装置误动作,影响系统的正常运行;

3)谐波量大时能使系统中反应工频正弦量的多数监视、测量仪表出现误差;

4)谐波的存在不仅影响通讯系统通话的清晰度,严重时会产生谐振干扰整个通讯系统;

5)谐波还会影响功率因数补偿效果;

6)谐波严重时可使计算机系统失控。

谐波对电气设备的危害主要有

1)对发电机、电动机的影响:感应电动势中的高次谐波在同步电机气隙中磁性磁场沿电枢表而的分布一般呈平顶波形。利用傅里叶级数可将其分解为基波和一系列小波形。

谐波次数V=l、3、5、7,高次谐波电动势的存在,使发电机的电动势波形变坏,而且发电机本身的杂散损耗变大,温升增同,串入电网的谐波电流还会干扰通信;

2)对变压器的影响:由于变压器中磁路常出现饱和状态,这时,励磁电流中会岀现三次谐波磁通,它通过油箱壁或其它构件时,将在这些构件中产生涡流 损耗,从而使变压器效率变低,缩短变压器的使用寿命;

3)对电力电容器的影响:谐波电压加在电容器两端时,电容器对谐波电流呈现较小的阻抗,且谐波次数越高,阻抗越小,因此电容器很容易发生过载甚至烧毁。

谐波具体治理措施

釆取一些措施来消除这些对各种电子设备和电网造成很大危害的谐波,下面简单介绍一下消除谐波的方法和措施。所谓的滤波就是,一个电信号中有若干种成分,把其中一部分交流信号过滤掉就叫滤波。一般将电力电网或电力设备中某些不需要的交流信号去掉,通常釆用滤波的手段。可以很好的消除谐波,尤其是高次谐波。滤波又可以分为有源滤波和无源滤波。就目前来说,无源滤波应用较多,效果较好,价格较低。包括三种形式:

1)串联滤波。对3次谐波的治理效果明显。

2)并联滤波。可以滤出多次谐波,并给系统提供无功补偿,是应用广泛的消除谐波,净化电源的装置。

3)低通滤波(串并混合)。对高次谐波治理效果更佳。

而我们常用的就是并联电容器补偿,主要有以下三种补偿方式:

1)集中补偿方式。将高压电容器集中安装在总降压变电所或功率因数较低、负荷较大的配电所高压母线上。

2)分散补偿。对用电负荷分散和功率因数较低的车间变电所,釆用低压并联电容器安装在低压配电室。

3)就地补偿。对距供电点较远的大、中容量连续工作制的电动机(如风机、水泵、压缩机、球磨机等),应釆用电动机无功功率就地补偿装置。

它不仅可以提高功率因数,而且可以减少线路损失,减小总电流,对提高变压器负载率有明显效果。

谐波治理是综合治理过程,是改善供电品质的重要手段。GB/T 14549-1993《电能质量一公用电网谐波》对电网各级电压谐波水平进行了量化限制,对用户注入公用电网的谐波电流也进行了相应的规定,在主网、城网中,谐波治理有明确的规定和要求,而日益发展的农村电网对有关谐波的治理并未引起足够的重视,认识还有待提高。

目前农网中的高压配电的许多用户,对谐波的危害也没有引起足够的重视,往往认为谐波治理是电力部门的事情,是一种单边行为,就此而言,作为电力归口管理部门有必要加强谐波治理方面的宣传,强调谐波治理的重要性。

在对谐波准确测量的基础上,提出适合用户的治理方案。这样做,不仅能够改善整个网络的电力品质,同时也能延长用户设备使用寿命,提高产品质量,降低电磁污染环境, 减少能耗,提高电能利用率。