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            科普知識6:電網諧波對電力系統的五大影響

            發布日期: 2013-12-04

            近年來,隨著各種整流和換流設備、電子設備、電弧爐、變頻器、日用電器和照明設備的大量應用,使電網的電壓和電流發生了畸變,電網產生了大量的高次電網諧波。諧波的影響:

              1、變壓器

              對變壓器而言,諧波電流可導致銅損和雜散銅損增加,諧波電壓則會增加鐵損。與純正基本波運行的正弦電流和電壓相比較,諧波對變壓器的整體影響是溫升較高。必須注意的是:這些由諧波所引起的額外損失將與電流和頻率的平方成比例上升,進而導致變壓器的基波負載容量下降。而且諧波也會導致變壓器噪聲增加。

              2、電力電纜

              在導體中非正弦波電流所產生的熱量與具有相同均方根值的純正弦波電流相比較,則非正弦波會有較高的熱量。該額外溫升是由眾所周知的集膚效應和鄰近效應所引起的,而這兩種現象取決于頻率及導體的尺寸和間隔。這兩種效應如同增加導體交流電阻,進而導致I2Rac損耗增加。

              3、電動機

              諧波對電動機的主要影響是引起附加損耗,其次是產生機械振動、噪聲和諧波過電壓。當電動機的諧波電流增大時,電動機的磁飽和程度增加,其所引起的電動機的附加損耗和發熱的增加,要比單純由諧波本身引起的損耗和發熱大得多。對于旋轉電動機設備,與正弦磁化相比,諧波會增加噪音量。像五次和七次這種諧波源,在電動機負載系統上,可產生六次諧波頻率的機械振動。機械振動是由振動的扭矩引起的,而扭矩的振動則是由諧波電流和基波頻率磁場所造成的,如果機械諧振頻率與電器勵磁頻率重合,會發生共振而產生很高的機械應力,導致機械損壞的危險。

              4、開關

              像其它設備一樣,諧波電流會引起開關額外溫升并使基波電流負載能力降低。溫升的提高對某些絕緣組件而言會降低其使用壽命。

              5、電子設備

            計算機及部分電設備,如可編程控制器(PLC),通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小于5%,且個別諧波電壓畸變率低于3%,較高的畸變量可導致控制設備誤動作,進而造成生產或運行中斷,導致較大的經濟損失。

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